电动势-闭合电路的欧姆定律.ppt

目录,第,2,讲电动势闭合电路的欧姆定律,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,基础再现对点自测,知识清单,一、电动势,定义式,E,W,非,/,q,方向,在电源内部由负极指向正极,大小,(1),等于外电路断开时电源两端的电压,(2),等于非静电力把,1 C,的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功,正比,反比,IR,Ir,增大,减小,0,E,0,2,路端电压跟电流的关系,路端电压跟电流的关系是,U,E,Ir,，用图象表示如图所示,.,此图象的物理意义是：,(1),图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的,_,(2),图线斜率大小代表电源的,_,，路端电压,U,随电流,I,变化的本质原因是由于电源内阻的存在,(3),图中,I,m,代表短路电流，,I,m,_,.,电动势,内阻,热身体验,2,一电池外电路断开时的路端电压为,3 V,，接上,8,的负载电阻后路端电压降为,2.4 V,，则可以判定电池的电动势,E,和内阻,r,为,(,),A,E,2.4 V,，,r,1,B,E,3 V,，,r,2,C,E,2.4 V,，,r,2,D,E,3 V,，,r,1,热身体验答案与解析,一、电源的相关功率和电源的效率,1,正确区分相关电功率的含义,特别提醒,：元件的总功率,元件的输出功率；元件的实际功率,元件的额定功率,.,要点透析直击高考,电功率,意义,公式,电源功率,指电源提供的全部电功率,P,总,EI,电源输出功率,指电源提供给外电路的功率,P,出,UI,电源内部,消,耗功率,指电源内电阻消耗的功率,P,内,I,2,r,用电器的,额,定功率,指用电器在正常工作条件,(,即额定电压,),下的功率,P,额,U,额,I,额,用电器的,实,际功率,指用电器在实际电压下消耗的功率,P,实,U,实,I,实,特别提醒：,(1),当电源的输出功率最大时，其效率,50%,，当,R,时,100%,，但此时,P,出,0,无实际意义,.,(2),对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率应根据,P,I,2,R,来判断，与输出功率大小的判断方法不同,.,即时应用,1,(2013,湖北七市联考,),有一个电动势为,3 V,、内阻为,1,的电源下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于,2 W,，且使该电源的效率大于,50%,的是,(,),A,0.5,B,1,C,1.5 D,2,(4),由,U,内,I,总,r,确定电源的内电压如何变化,(5),由,U,外,E,U,内,确定电源的外电压如何变化,(6),由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化,(7),确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化,由以上步骤可以看出，解决此类问题，基本思路是,“,局部,整体,局部,”,，同时要灵活地选用公式，每一步推导都要有确切的依据,特别提醒,：电路的动态分析问题还可以用极限法来分析，即遇到因变阻器滑动触头滑动引起电路变化的问题时，可将变阻器的滑动触头分别滑至两个极端去讨论,.,即时应用,2,(2012,上海高考卷改编,),直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片,P,向右移动时，下列有关电源的判断错误的是,(,),A,总功率一定减小,B,效率一定增大,C,内部损耗功率一定减小,D,输出功率一定先增大后减小,三、电源,U,I,图线与元件,U,I,图线,如图，甲是电源的,U,I,图线，乙是电阻的,U,I,图线，两种图线比较如下：,即时应用,3,如图所示的,U,I,图象中，直线,a,为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线,b,为某一电阻,R,的伏安特性曲线，两图线相交于,(2,2),用该电源和该电阻组成闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是,(,),A,6 W,1,B,6 W,0.5,C,4 W,1,D,4 W,0.5,解析：选,D.,由题图中图线,a,的截距可知，电源的电动势为,E,3 V,；由题图中图线,a,的斜率可知电源的内阻为,r,0.5,；由题图中,a,、,b,两图线的交点可知，闭合电路的总电流及路端电压分别为,2 A,和,2 V,因此，电源的输出功率为,P,UI,4 W,，,A,、,B,、,C,错误，,D,正确,四、含容电路的分析和计算,电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，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的情况,),的元件，在电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体做法是：,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,电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电,.,如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电电量的多少可根据,Q,C,U,计算,特别提醒,：求解含有电容器的电路问题，首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量,.,即时应用,4,(2013,福建师大附中高三质检,),如图所示，电源电动势为,4 V,，内阻为,1,，电阻,R,1,3,，,R,2,R,3,4,，电流表的内阻不计，闭合,S,，电路达到稳定状态后，电容器两极板间电压为,(,),A,0,B,2.3 V,C,3 V,D,3.2 V,考点探究讲练互动,例,1,A,若仅将,R,2,的滑动触头,P,向,b,端移动，则,I,不变，,U,增大,B,若仅增大,A,、,B,板间距离,则小球重新达到稳定后,变大,C,若仅用更强的光照射,R,1,，则,I,增大，,U,增大,D,若仅用更强的光照射,R,1,，则,U,变化量的绝对值与,I,变化量的绝对值的比值不变,【,答案,】,D,【,方法技巧,】,电路的动态分析应该先局部后整体，整体后再局部先局部是看由于局部的电阻变化而引起的总电阻的变化，然后看整体的干路电流和路端电压的变化情况，结合它们的变化情况再分析需要求解的物理量的变化,考点,2,闭合电路的分析计算,在如图所示的电路中，,R,1,2,，,R,2,R,3,4,，当开关,S,接,a,时，,R,2,上消耗的电功率为,4 W,，当开关,S,接,b,时，电压表示数为,4.5 V,，试求：,(1),开关,S,接,a,时，通过电源的电流和电源两端的电压；,(2),电源的电动势和内电阻；,(3),当开关,S,接,c,时，通过,R,2,的电流,例,2,【,思路点拨,】,当开关接不同触点,a,、,b,、,c,时，电阻,R,1,、,R,2,、,R,3,的连接方式发生了变化，搞清它们之间的连接方式是解题的前提和关键,【,答案,】,见解析,方法技巧,等效电源及其,U,I,图象的应用,【,范例,】,(10,分,),图甲为某元件,R,的,U,I,特性曲线，把它连成图乙所示电路已知电源电动势,E,5 V,，内阻,r,1.0,，定值电阻,R,0,4.,闭合电键,S,后，求：,(1),该元件的电功率；,(2),电源的输出功率,技法提炼思维升华,思路点拨,(1),R,0,与电源构成等效电源，,R,两端的电压等于等效电源的端电压；,(2),画等效电源的,U,I,图象；,(3),两图线的交点即为元件的工作点,【,答题模板,】,等效电源的电动势,E,E,5 V,，,内阻,r,r,R,0,5.(2,分,),根据,U,E,Ir,5,5,I,，画出等效电源的图线,(1,分,),如图所示，两图线交点坐标为,(0.4,3.0),【答案】,1.2 W,(2)1.84 W,【,方法提炼,】,1.,等效电源：,2,求解非线性元件的有关问题，关键是确定元件工作时的电压、电流确定方法如下：,(1),若已知非线性元件的,U,I,图象，就要在原图象中画出电源,(,或等效电源,),的,U,I,图象，其交点即为工作点,(,注意,U,、,I,均为表示该元件的物理量,),；,(2),若已知非线性元件的,U,、,I,函数关系式，就要与电源,(,或等效电源,),的,U,、,I,关系式联立求解,其解就是元件的工作电压、电流,知能演练轻巧夺冠,本部分内容讲解结束,按,ESC,键退出全屏播放,实验十练习使用多用电表,本节目录,基础理论储备,知能优化演练,创新实验评析,经典例题展示,基础理论储备,实验目的,1,了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法,.,2,会使用多用电表测电压、电流及电阻,3,会使用多用电表探索黑箱中的电学元件,实验原理,1,构造,(1),转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、,电阻等,(2),表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程,(3),内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用,将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通,2,欧姆表原理,(1),内部电路简化如图所示,实验器材,多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极,管、定值电阻,(,大、中、小,),三个,实验步骤,1,观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程,2,检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零,3,将红、黑表笔分别插入,“,”,、,“,”,插孔,4,如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压,5,如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流,6,用多用电表测电阻的步骤,(1),调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度,(2),选择开关置于,“,”,挡的,“,1,”,，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔,(3),将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较,(4),选择开关改置,“,10,”,挡，重新进行欧姆调零,(5),再将两表笔分别接触阻值为几百欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较,(6),选择开关改置,“,100,”,挡，重新进行欧姆调零,(7),再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较,(8),测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或,“,OFF”,挡,7,研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极,8,探索黑箱内的电学元件,.,判断,元件,应用,挡位,现象,电源,电压挡,两接线柱正、反接时均无示数说明无电源,电阻,欧姆挡,两接线柱正、反接时示数相同,二极管,欧姆挡,正接时示数很小，反接时示数很大,电容器,欧姆挡,指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到,“”,，且指针摆动越来越慢,电感,线圈,欧姆挡,示数由,“”,逐渐减小到某一较小固定示数,注意事项,1,表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔，但是红表笔插入,“,”,孔,黑表笔插入,“,”,孔,注意电流的实际方向,2,区分,“,机械零点,”,与,“,欧姆零点,”,机械零点是表盘刻度左侧的,“,0”,位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的,“,0”,位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮,3,测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联,4,测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零,5,由于欧姆表盘难于估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率,6,使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆,7,测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表,8,如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出,考点,1,多用电表测电阻,(2011,高考北京卷,),用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关,K,和两个部件,S,、,T,.,请根据下列步骤完成电阻测量：,经典例题展示,例,1,旋动部件,_,，使指针对准电流的,“,0”,刻线,将,K,旋转到电阻挡,“,100”,的位置,将插入,“,”,、,“,”,插孔的表笔短接，旋动部件,_,，使指针对准电阻的,_(,填,“,0,刻线,”,或,“,刻线,”,),将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按,_,的顺序进行操作，再完成读数测量,A,将,K,旋转到电阻挡,“,1 k”,的位置,B,将,K,旋转到电阻挡,“,10”,的位置,C,将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,D,将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准,【,解析,】,机械调零应旋动,S,，使指针对准,I,0,或,.,欧姆调零应旋动,T,，使指针对准电阻的,“,0,刻线,”,指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率，重新进行欧姆调零，所以,ADC,正确,【,答案,】,S,T,0,刻线,ADC,考点,2,用多用电表探测电学黑箱,(2012,高考江苏卷,),如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测,例,2,乙,(1),在使用多用电表前，发现指针不在左边,“,0”,刻度线处，应先调整图乙中多用电表的,_(,选填,“,A”,、,“,B”,或,“,C”),(2),在用多用电表的直流电压挡探测黑箱,a,、,b,接点间是否存在电源时，一表笔接,a,，另一表笔应,_(,选填,“,短暂,”,或,“,持续,”,),接,b,，同时观察指针偏转情况,(3),在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至,“,1,”,挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表两表笔分别接,a,、,b,时，多用电表的示数如图乙所示,请将记录表补充完整，并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路,.,两表笔接的接点,多用电表的示数,a,、,b,_,a,、,c,10.0,b,、,c,15.0,【,解析,】,(1)A,是机械调零，,B,是欧姆调零，,C,是功能选择开关，故选填,A.,(2),为防止,a,、,b,间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用,“,点触,”,方式,(3),正反向阻值相等说明两接点间无二极管,.,由题图乙可以读出,a,、,b,间阻值为,5.0.,因黑箱内只有三个阻值相等的电阻,由表内数据,b,、,c,间电阻等于,a,、,b,间电阻与,a,、,c,间电阻之和,故可推测,a,、,b,间电阻与,a,、,c,间电阻相串联又因,a,、,c,间阻值是,a,、,b,间阻值的,2,倍，故,a,、,b,间有一个电阻时,a,、,c,间两个电阻串联；,b,、,c,间有三个电阻时,a,、,b,间两个电阻并联，电路图见答案,【,答案,】,(1)A,(2),短暂,(3)5.0,如图所示,创新实验评析,【,范例,】,如图是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程当转换开关,S,旋到位置,3,时，可用来测量,_,；当,S,旋到位置,_,时，可用来测量电流，其中,S,旋到位置,_,时量程较大；当,S,旋到位置,_,时，可用来测量电压，其中,S,旋到位置,_,时量程较大,【,解析,】,把开关旋到位置,3,时，表头与电源连接，只有当欧姆表使用时，才用到电源；表头用电阻并联时，可改装成电流表；所并联的电阻阻值越小，根据电流与电阻阻值成反比，所分担的电流越大；表头与电阻串联时，可改装为电压表，串联电阻越大，所分担的电压越大,【,答案,】,电阻,1,、,2,1,5,、,6,6,【,名师点评,】,本题是对电表改装的综合考查改装为欧姆表，一定要有电源，注意电流的正负极，改装为电流表,电阻要与表头并联；改装成电压表，电阻要与表头串联,知能优化演练,本部分内容讲解结束,按,ESC,键退出全屏播放,