考点1闭合电路的欧姆定律省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,考点,1,闭合电路欧姆定律,闭合电路欧姆定律及其应用,1.,对闭合电路欧姆定律了解,(1),两种公式适用条件,E,=,I,(,R,+,r,),只适合用于外电路为纯电阻电路闭合电路。,E,=,Ir,+,U,=,U,内,+,U,，不论外电路是否为纯电阻电路，都是适用。,(2),从能量转化和守恒角度了解闭合电路欧姆定律。,在某段时间,t,内，电源提供电能除一部分被电源内阻消耗转化为内能外，其余被外电路消耗，即有：,qE,=,IUt,+,I,2,rt,将,q,=,It,代入上式即得：,E,=,U,+,Ir,当外电路为纯电阻电路时，,U,=,IR,式可变为：,E,=,I,(,R,+,r,),1/16,2.,动态电路分析方法,程序法：基本思绪是“局部整体局部”，即从阻值部分改变入手，由串、并联规律判断总电阻改变情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压改变情况，最终由部分电路欧姆定律判断各部分电路中物理量改变情况。分析步骤详解以下：,(1),明确局部电路改变时所引发局部电路电阻改变。,(2),依据局部电阻改变，确定电路外电阻,R,外总,怎样改变。,(3),依据闭合电路欧姆定律,I,总,=,E,/(,R,外总,+,r,),，确定电路总电流怎样改变。,(4),由,U,内,=,I,总,r,，确定电源内电压怎样改变。,(5),由,U,外,=,E,-,U,内,，确定电源外电压怎样改变。,(6),由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压怎样改变。,(7),确定支路两端电压怎样改变以及经过各支路电流怎样改变。,由以上步骤能够看出，基本思绪是“局部整体局部”，同时要灵活地选取公式，每一步推导都要有确切依据。,2/16,动态电路分析还可借助于“极限法”和“口诀法”。分别以下：,(1),极限法：,因变阻器滑片滑动而引发电路改变问题，能够将变阻器滑片分别移动到两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即改变是否为单调改变。,(2),口诀法：,该类型题目能够总结出“并同串反”实用技巧。所谓“并同”指，当某一个电阻变大时，与它并联或间接并联电阻中电流、两端电压、电功率随之增大；当某一个电阻减小时，与它并联或间接并联电阻中电流、两端电压、电功率也随之减小。所谓“串反”指，当某一个电阻变大时，与它串联或间接串联电阻中电流、两端电压、电功率反而减小；当某一个电阻减小时，与它串联或间接串联电阻中电流、两端电压、电功率反而增大。,3/16,3.,含电容器电路分析,电容器是一个储存电能元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路到达稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大,(,只考虑电容器是理想不漏电情况,),元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在对应位置补上，分析和计算含有电容器直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端电压，详细做法是：,(1),确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压。,(2),当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压。,(3),当电容器与电源直接相连时，电容器两极板间电压等于电源电动势大小。,4/16,4.,电路故障与分析,电路故障普通是断路或短路，详细分析方法以下：,(1),依据断路或短路特点分析：,电路中发生断路，表现为电源电压不为零，而电流为零；断路后，电源电压将全部降落在断路之处，若电路中某两点间电压不为零，等于电源电压，则过这两点间有断点而这两点与电源连接部分无断点。若电路中某两点电压为零，说明这两点无断点，而这两点与电源连接部分有断点。,(,以上分析均假定电路中只有一处断路,),电路中某一部分发生短路，表现为有电流经过电路而该电路两端电压为零。,(2),假设法：,已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，利用欧姆定律进行推理，推理部分若与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路；若不符合，则故障不发生在这部分电路。用这种方法逐段找下去，直至找到发生故障全部可能为止，亦称排除法。,5/16,【,例,1】,如图所表示，电动势为,E,、内阻不计电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合,上开关,S,1,，三个灯泡都能正常工作，假如再合上,S,2,，则以下表述正确是,(),A.,电源输出功率减小,B.L,1,上消耗功率增大,C.,经过,R,1,上电流增大,D.,经过,R,3,上电流增大,典例一,动态电路分析,(1),电路动态分析问题是指因为断开或闭合开关、滑动变阻器滑片滑动等造成电路结构、电阻发生了改变，一处改变又引发了一系列改变。只要熟练掌握串并联电路特点及欧姆定律即可顺利求解这类问题。,(2),详细方法采取“局部整体局部”思绪分析。,C,【,解析,】,本题主要考查电路串、并联、电功率,公式及电路动态改变问题，对学生逻辑推理能力要,求较高。电源内阻不计，故电源两端电压不变，再合上,S,2,，实际上就是将电阻,R,2,并联入电路中，引发总电阻减小，干路总电流必定增大，由,P,=,UI,知，电源输出功率应增大，,A,错；,R,1,处于干路中，,C,对；因为,R,1,两端电压,U,1,=,IR,1,I,增大，故,U,1,增大，则,L,1,两端电压减小，由,P,=,U,2,/,R,知,L,1,功率减小，,B,错；,L,3,和,R,3,两端电压减小，经过,R,3,电流必减小，,D,错。,6/16,如图所表示，图中四个电表均为理,想电表，当滑动变阻器滑动触点,P,向右端移动时，下面说法中正确,是,(),A.,电压表,V,1,读数减小，电流表,A,1,读数增大,B.,电压表,V,1,读数增大，电流表,A,1,读数减小,C.,电压表,V,2,读数减小，电流表,A,2,读数增大,D.,电压表,V,2,读数增大，电流表,A,2,读数减小,A D,7/16,【,解析,】,(,1),设电压表内阻为,R,V,，测得,R,1,两端电,压为,U,1,，,R,1,与,R,V,并联后总电阻为,R,，则有：,1/,R,=1/,R,1,+1/,R,V,由串联电路规律得：,R,/,R,2,=,U,1,/(,E,-,U,1,),联立以上两式，得,R,V,=,R,1,R,2,U,1,/,R,1,E,-(,R,1,+,R,2,),U,1,，代入已知数据得,R,V,=4.8 k,。,(2),电压表接入前，电容器上电压,U,C,等于电阻,R,2,上电压，,R,1,两端电压为,U,R,1,，则,U,C,/,U,R,1,=,R,2,/,R,1,又,E,=,U,C,+,U,R,1,接入电压表后，电容器上电压为,U,C,=,E,-,U,1,因为电压表接入，电容器带电荷量增加了,Q,=,C,(,U,C,-,U,C,),由以上各式代入数据解得,Q,=2.3510,-6,C,。,典例二,含电容器电路问题,【,例,2】,如图所表示电路中，电源电动势,E,=6.00 V,，其内阻可忽略不计。电阻阻值,分别为,R,1,=2.4 k,、,R,2,=4.8 k,，电容器电容,C,=4.7,F,。闭合开关,S,，待电流稳定,后，用电压表测,R,1,两端电压，其稳定值为,1.50 V,。,(1),该电压表内阻为多大？,(2),因为电压表接入，电容器带电荷量改变了多少？,8/16,求解含电容器电路问题，首先应搞清电路结构，分析出电容器两极板电势高低，并由此判断出极板上带电性，由串、并联电路或欧姆定律计算或判断出极板间电压大小，最终计算电容器带电荷量大小。,如图所表示电路，,E,=10 V,R,1,=4,，,R,2,=6,，电池内阻不计，,C,1,=,C,2,=30,F,。先闭合开关,S,，待电路稳定后再断开,S,，求断开,S,后经过电阻,R,1,电量。,【,答案,】,4.210,-4,C,9/16,典例三,电路故障问题,【,例,3】,如图所表示，电源电动势为,6 V,，当开关接通时，灯泡,L,1,和,L,2,都不亮，用电压表,测得各部分电压是,U,ad,=0,，,U,cd,=6 V,，,U,ab,=6 V,，由此能够断定,(),A.L,1,和,L,2,灯丝都断了,B.L,1,灯丝断了,C.L,2,灯丝断了,D.,变阻器,R,断路,分析电路故障问题应注意以下两点,(1),如电压表有示数，说明与电压表、电源串联电路无故障。,(2),如电压表无示数，说明与电压表、电源串联电路有断路故障。,C,【,解析,】,由题给条件知，电路中有地方没有电,压。由,U,ad,=0,，,U,cd,=6 V,可知电路是断路。由,U,ab,=6 V,，,U,cd,=6 V,可知，内电路,a,、,b,之间没有断点，外电路中,a,、,b,和,c,、,d,之间有断点，取其公共部分可知灯,L,2,断路，由电灯,L,2,两端电压不为零，可知灯,L,1,与变阻器,R,是导通。选项,C,正确。,10/16,用电压表检验图中故障，测得,U,ad,=5.0 V,，,U,cd,=0,，,U,bc,=0,，,U,ab,=5.0 V,，则此故障可能是,(),A.L,断路,B.,R,断路,C.,R,断路,D.S,断路,B,11/16,考点,2,电路功率,1.,几个功率,(1),电源工作功率,又叫电源供电功率，其大小等于整个闭合电路总耗电功率，大小为：,P,=,IE,=,I,2,(,R,+,r,),(2),电源内耗功率,即电源本身内阻所消耗电功率，其大小为：,P,内,=,I,2,r,(3),电源输出功率,P,出,即外电路耗电功率，其大小为：,P,出,=,IU,=,IE,-,I,2,r,当外电路为纯电阻电路时，其大小还能够表示为：,P,出,=,I,2,R,12/16,2.,电源输出功率：,P,出,=,IU,=,I,2,R,(1),当电源输出功率最大时，机械效率,=50%,，在实际电路中无实用价值。当,R,时，,100%,，但此时,P,出,0,，无实际意义。,(2),对于内外电路上固定电阻，其消耗功率依据,P,=,I,2,R,来判断，与输出功率大小判断方法不一样。,(2,),电源输出功率与外电路电阻关系,(,如图所表示,),P,出,=,I,2,R,=,E,2,/(,R,-,r,),2,/,R,+4,r,当,R,=,r,时，电源输出功率最大，最大值,P,m,=,E,2,/(4,r,),。,当,R,向靠近,r,阻值时方向改变时，,P,出,增大，当,R,向远离,r,阻值方向改变时，,P,出,减小。,除最大输出功率以外，同一个输出功率,P,有两个外电阻值,R,1,、,R,2,与之对应,(,如图中水平虚线,),。依据输出功率相等可推得,R,1,、,R,2,满足,R,1,R,2,=,r,2,。,(1),电源输出功率与电路中电流关系,(,如图所表示,),P,出,=,IE,-,I,2,r,=-,r,I,-,E,/(2,r,),2,+,E,2,/(4,r,),。,当,I,=,E,/(2,r,)(,即内外电阻相等,),时，电源输出功率最大，最大值,P,m,=,E,2,/(4,r,),。,3.,电源效率,=,P,外,/,P,总,100%=,U,/,E,100%=,R,/(,R,+,r,)100%,R,越大，,越大，当,R,=,r,时，,P,外,最大；,=50%,。,13/16,典例四,电路中功率问题,【,例,4】,某同学设计了如图所表示电路研究电源输出功率改变情况。电源,E,电动势、内,电阻恒定，,R,1,为滑动变阻器，,R,2,、,R,3,为定值电阻,、为理想电表。,(1),若滑动片,P,由,a,滑至,b,时 示数一直变小，则,R,1,和,R,2,必须满足关系是,_,。,(2),若,R,1,=6,R,2,=12,，电源内电阻,r,=6,，当滑动片,P,由,a,滑至,b,时，电源,E,输出,功率,P,随外电路总电阻,R,改变关系如图所表示，则,R,3,阻值应该选择,(),A.2,B.4,C.6,D.8,【,解析,】,(,1),由闭合电路欧姆定律有,I,=,E,/,R,因 示数一直变小，说明,R,一直增大,设电阻上,aP,之间部分为,R,x,，则,Pb,之间电阻为,R,1,-,R,x,则有,=,r,+,R,3,+,R,x,(,R,1,+,R,2,)-,R,x,2,/(,R,1,+,R,2,),R,随,R,x,增大而一直增大，说明,R,x,(,R,1,+,R,2,)-,R,x,2,值随,R,x,增大一直增大,设,y,=,R,x,(,R,1,+,R,2,)-,R,x,2,14/16,本题经过试验方式分析了输出功率随外电阻改变规律，考查了学生解题能力、分析能力和知识迁移能力。,由数学知识得，当,R,x,=(,R,1,+,R,2,)/2,时，,y,值最大,即当,R,x,(,R,1,+,R,2,)/2,时,y,随,R,x,增大而增大,因,R,x,最大值为,R,1,，则有,R,1,(,R,1,+,R,2,)/2,故,R,1,R,2,。,(2),结合第,(1),题知，若,R,3,=2,则外电路总电阻,可解得,2,R,6,说明,R,大于,6,和,R,小于,2,部分,P-R,图象均不能画出，故不可能画出图,(b),中,P-R,图象，,A,选项错。,若,R,3,=6,，故总电阻,R,一定大于,6,，则,P-R,图象不可能画出,R,小于,6,部分，,C,选项错，同理可得,D,选项错误。,15/16,如图所表示，,R,为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为,R,1,=2,时，电压表读数为,U,1,=4 V,；当电阻箱读数为,R,2,=5,时，电压表读数为,U,2,=5 V,，求：,(1),电源电动势,E,和内阻,r,；,(2),当电阻箱,R,读数为多少时，电源输出功率最大？最大值,P,m,为多少？,【,答案,】,(1)6 V 1,(2)1,9 W,16/16,