2014高中物理鲁科版选修3-1 第4章第1节 闭合电路欧姆定律.ppt

1、第1节闭合电路欧姆定律在初中我们学过部分电路欧姆定律根据部分电路欧姆定律请同学们做下面两个题目1下面关于欧姆定律的说法中，正确的是()A欧姆定律普遍适用于各种导体的导电情况B导体中的电流强度与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关C对某一导体来说，导体中的电流强度与其两端的电压成正比D在相同电压的条件下，不同导体中的电流强度跟导体的电阻成反比答案：BCD精彩回眸答案：2 A一、电源电动势及内电阻1电源：通过_做功把其它形式的能转化为电能的装置2电动势：在电源内部非静电力把1 C _由_移到_所做的功，即3内电阻：电源内部导体的电阻新知梳理非静电力正电荷负极正极二、闭合电路的欧姆定律1内、外电路

2、(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路(2)特点：外电路中电流由电源_流向_，沿电流方向电势_，内电路中电流由电源_流向_，沿电流方向电势_2闭合电路的能量转化非静电力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能的总和，即：EIt_.正极负极负极降低正极升高UItI2rt3闭合电路的欧姆定律(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成_，跟电路中内、外电阻之和成_(2)公式：I或E_或E_ (3)适用条件：、适于外电路为_电路，适于一切电路正比反比I(Rr)UIr纯电阻三、路端电压与负载的关系1路端电压与电流的关系：U_，物理意义表示路端电压随_的变化关系2UI图象如图411

3、所示，图411图象能反映的信息有 (1)横轴上截距坐标原点为(0,0)时：表示_ (2)纵轴上截距：表示_ (3)斜率的绝对值：表示_EIr干路电流短路电流电动势内电阻3路端电压与R的关系(1)当外电阻R增大时，电流I减小，内电压Ir减小，路端电压_(2)当外电阻R减小时，电流I增大，内电压Ir增大，路端电压_(3)两个特例：外电路断开时，R，I_，U_，据此特点可测电源电动势外电路短路时，R0，I_，U_，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因增大减小0E0电动势与电压的区别及联系电动势电压物理意义不同表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领表示电场力做功将电能转化为其他

4、形式的能的本领数值大小不同数值上等于将单位电量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功数值上等于将单位电量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功决定因素不同由电源本身决定由电源及导体的电阻、导体的连接方式决定联系电路闭合：EU内U外；电路断开：EU外1下面对电源电动势概念的认识正确的是 ()A电源电动势等于电源两极间的电压B在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和C电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解析：电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压，若电路闭合时由于存

5、在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动势，故A项错电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电量时，电源提供的电能越多，电动势就越大，并不是电源把其他形式能转化为电能越多，电动势就越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的时间、用电情况有关，故C项错电动势和电势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式能的本领的物理量，故D项错答案：B路端电压与UI图象1路端电压UEIr对于一个电源，其路端电压随电路中电流的增大而减小，随电流的减小而增大2UI图象(如图412所示)图412(注：图象的横坐标与纵坐标均从零开始)(1)电源的UI图象是一条倾斜的直线(

6、2)图线与纵轴的交点表示电源电动势E.(3)图线与横轴的交点表示短路电流I0.(4)图线斜率的绝对值表示电源内阻温馨提示：图象的纵坐标不从零开始时，图线与纵轴的交点仍表示电源电动势E，但图线与横轴的交点不表示短路电流2如图413所示的是两个闭合电路中两个电源的UI图象，下列说法中正确的是 ()A电动势E1E2，内阻r1r2C电动势E1E2，发生短路时图413的电流I1I2 D当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大解析：电源的电动势和内阻的测定可以通过UI图象来完成，由题干图象可知，E1E2，两电源的短路电流I1I2(图象的横截距)，故内阻rE/I，r1U1，选项D正确答案：AC

7、D闭合电路的动态分析问题1电路分析的基本思路：局部整体局部2电路分析的基本步骤(1)明确各部分电路的串并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压(2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化温馨提示：(1)理想电流表可以认为短路，理想电压表可以认为断路(2)外电路的任何一个电阻增大(或减小)时电路的总电阻一定增大(或减小)(3)增加并联电阻个数总电阻减小，反之增大(4)含电容的支路电压稳定时可认为断路，电容两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压3如图414所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是 ()A路端电压变小B电流表的示数变大

8、C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大图414答案：A闭合电路中的几种功率1各部分功率关系分析由EItI2RtI2rt知，EII2RI2r其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率2电源的最大输出功率讨论当外电路为纯电阻电路时讨论如下：(1)电源的输出功率(2)P出与外电阻R的函数关系图象图415温馨提示：(1)要注意电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是当通过它的电流最大的时候(2)判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看做内阻4电路图如图416甲所示，图416乙中图线是电路中的电源的路端

9、电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15，定值电阻R03.图416(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？解析：(1)由题干乙图知电源的电动势和内阻为：E20 V，r7.5 由题图甲分析知道，当R0时，R0消耗的功率最大，答案：(1)10.9 W(3)13.3 W【例1】一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是 ()A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V闭合电路欧姆定律的应用答案：D反思领悟：对

10、闭合电路首先要明确内电路和外电路，其次要知道电源断路和短路两种特殊情况，同时还要掌握闭合电路欧姆定律适用于纯电阻电路，分析电路结构也是非常重要的环节如图417所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻图417解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：UEIr即E1.60.4 r当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律UEI，即E(1.60.1)(0.40.1)r 由得：E2 V，r1.答案：2 V1 图象问题分析和应用【例2】在如图418所示的

11、UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源与电阻R组成闭合电路则由图象可知 ()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为4 WD电源的效率约为66.7%图418解析：选项诊 断结论A由图象纵横轴截距知：E3 V，I短6 A，r0.5 B由电阻R的UI图象知1 C闭合电路电流I2 A，PUI4 WD电源效率100%66.7%答案：ABCD反思领悟：图象问题首先要明确坐标原点是否为零，其次把握住图线与纵横轴交点、图象斜率的意义如图419所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图象，下列说法

12、中正确的是 ()A路端电压都为U0时，它们的图419外电阻相等 B电流都是I0时，两电源的内电压相等 C电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D电源甲的内阻小于电源乙的内阻答案：AC 电路的动态分析问题【例3】如图4110所示电路中，当变阻器R3的滑片P向b端移动时 ()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示图4110数变大 C电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小答案：B反思领悟：当闭合电路中只有一部分电阻增大(或减小)时，将引起总电阻的增大(或减小)，干路电流减小(或增大)，路端电压增大(或减小)在图4111所示的电路中，电源电动势E和内电阻r恒定

13、不变，电灯L恰好能正常发光，如果变阻器R1的滑片向b端滑动，则()A电灯L更亮，电流表的示数减小图4111B电灯L更亮，电流表的示数增大C电灯L变暗，电流表的示数减小D电灯L变暗，电流表的示数增大答案：A闭合电路的功率问题【例4】如图4112所示的电路中，电池的电动势E5 V，内电阻r10，固定电阻R90，R0是可变电阻在R0由0增加到400 的过程，求：(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的图4112条件和最大热功率 (2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和如图4113所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图

14、线若A、图4113B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为 ()A1 W B6 W C2 W D2.5 W答案：C非理想电表的处理方法非理想电表对电路的影响关键是搞清楚电表的内部构造对非理想电压表可视为一阻值较大的电阻其读数就是这个电阻两端的电压值，对非理想电流表可视为一阻值较小的电阻，其读数就是通过这个电阻的电流值创新拓展【例5】有两只电压表V1和V2量程已知，内阻不知，另有一干电池，内阻不能忽略试用这两只电压表、开关和一些导线能通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表量程)(1)画出测量用的电路图；(2)推导出计算电动势的表达式解析：本题中的电压表不是理想电表，在电路中要把它们作为电阻对待(1)电路图如图所示答案：见解析