第二课时闭合电路的欧姆定律-PPT.pptx

第二课时闭合电路的欧姆定律一一 电动势电动势知识讲解知识讲解(1)非静电力非静电力:从低电势处指向高电势处得某种力称为非静电从低电势处指向高电势处得某种力称为非静电力力、说明说明:非静电力得种类很多非静电力得种类很多,例如例如,化学电源中得化学力化学电源中得化学力 发电机发电机内由于电磁感应而产生得电磁力内由于电磁感应而产生得电磁力、(2)电动势电动势定义定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做得功跟被移非静电力把正电荷从负极移送到正极所做得功跟被移送得电荷量得比值叫电源得电动势送得电荷量得比值叫电源得电动势、公式公式单位单位:伏特伏特,用用“V”表示表示、物理意义物理意义:反映电源把其她形式得能转化为电能本领得大小反映电源把其她形式得能转化为电能本领得大小,在数值上等于非静电力把在数值上等于非静电力把1C得正电荷在电源内部从负极移送得正电荷在电源内部从负极移送到正极所做得功到正极所做得功、二二 闭合电路得欧姆定律闭合电路得欧姆定律知识讲解知识讲解1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律文字表达文字表达:闭合电路中得电流跟电源电动势成正比闭合电路中得电流跟电源电动势成正比,跟内跟内 外外电路中得电阻之与成反比电路中得电阻之与成反比、数学表达式数学表达式:I公式中公式中R表示外电路得总电阻表示外电路得总电阻,E表示电源电动势表示电源电动势,r就是电源内就是电源内阻阻、(2)路端电压与电流得关系路端电压与电流得关系,即即U-I图线图线因为因为U=E-Ir,故故U随随I得增大而减小得增大而减小,它们得关系曲线如图所它们得关系曲线如图所示示、直线斜率得绝对值表示电源内阻直线斜率得绝对值表示电源内阻r,纵轴得截距为电源得电纵轴得截距为电源得电动势动势E,横轴得截距为短路电流横轴得截距为短路电流、U随随I变化得本质原因就是电源有内阻变化得本质原因就是电源有内阻、图线上每一点坐标得乘积为电源在此时得输出功率图线上每一点坐标得乘积为电源在此时得输出功率、活学活用活学活用如图所示如图所示,变阻器变阻器R2得最大值为得最大值为10,电阻电阻R3=5,电源内阻电源内阻为为1、当开关当开关S闭合时闭合时,变阻器得滑片在中点得位置变阻器得滑片在中点得位置、当当电源得总功率为电源得总功率为16 W,输出功率为输出功率为12 W,此时此时R1正常工作正常工作、求求:(1)电灯电灯R1得阻值就是多少得阻值就是多少?(2)当当S断开时断开时,要使电灯正常发光要使电灯正常发光,应使变阻器得使用电阻改应使变阻器得使用电阻改变多少变多少?答案:(1)2、5 (2)增加1、5 第二关第二关:技法关技法关 解读高考解读高考解题技法解题技法大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点一一 电源得最大输出功率与用电器获得最大功率得分析方电源得最大输出功率与用电器获得最大功率得分析方法法技法讲解技法讲解1、电源得输出功率电源得输出功率:P出出由上式可以瞧出由上式可以瞧出:(1)当当R=r时时,电源得输出功率最大电源得输出功率最大,此时电源效率此时电源效率=50%、(2)当当Rr时时,随着随着R得增大输出功率越来越小得增大输出功率越来越小、(3)当当Rr时时,随着随着R得增大输出功率越来越大得增大输出功率越来越大、(4)当当P出出Pm时时,每个输出功率对应两个可能得外电阻每个输出功率对应两个可能得外电阻R1与与R2,且且R1R2=r2、(5)P外外与与R得关系如图所示得关系如图所示、2、对用电器获得最大功率得分析通常用等效电源法对用电器获得最大功率得分析通常用等效电源法,如当用如当用电器还与其她电路串联时电器还与其她电路串联时,利用电路得等效性利用电路得等效性,可以将其她可以将其她串联电路得电阻串联电路得电阻R其与电源得内阻其与电源得内阻r之与瞧作新得电源内阻之与瞧作新得电源内阻,再利用前面得方法分析再利用前面得方法分析、典例剖析典例剖析【例例1】如图所示如图所示,R1为定值电阻为定值电阻,R2为可变电阻为可变电阻,E为电源电为电源电动势动势,r为电源内电阻为电源内电阻,以下说法中正确得就是以下说法中正确得就是()A、当当R2=R1+r时时,R2上获得最大功率上获得最大功率B、当当R1=R2+r时时,R1上获得最大功率上获得最大功率C、当当R2=0时时,R1上获得最大功率上获得最大功率D、当当R2=0时时,电源得输出功率最大电源得输出功率最大 解析解析 解答该题通常用等效电源法解答该题通常用等效电源法、解题时应根据需要选解题时应根据需要选用不同得等效方式用不同得等效方式、在讨论在讨论R2得电功率时得电功率时,可将可将R1视为电视为电源内阻得一部分源内阻得一部分,即将原电路等效为外电阻即将原电路等效为外电阻R2与电动势为与电动势为E 内阻为内阻为(R1+r)得电源得电源(等效电源等效电源)连成得闭合电路连成得闭合电路(如图如图1),R2得电功率就是等效电源得输出功率得电功率就是等效电源得输出功率、显然当显然当R2=R1+r时时,R2获得电功率最大获得电功率最大,选项选项A正确正确、在讨论在讨论R1得电功率时得电功率时,可可将将R2视为电源内阻得一部分视为电源内阻得一部分,即将原电路等效为外电阻即将原电路等效为外电阻R1与电动势为与电动势为E 内阻为内阻为(R2+r)得电源得电源(等效电源等效电源)连成得闭合连成得闭合电路电路(如图如图2),R1得电功率即等效电源得输出功率得电功率即等效电源得输出功率、当当R2=0时时,等效电源内阻最小等效电源内阻最小(等于等于r),R1获得得电功率最大获得得电功率最大;故选项故选项B错误错误,选项选项C正确正确,在讨论电源得输出功率时在讨论电源得输出功率时,(R1+R2)为外电阻为外电阻,内电阻内电阻r恒定恒定,由于题目没有给出由于题目没有给出R1与与r得具体数得具体数值值,所以当所以当R2=0时时,电源输出功率并不一定最大电源输出功率并不一定最大,故选项故选项D错错误误、综上所述综上所述,该题得正确答案就是该题得正确答案就是A C、答案答案 AC二二 含有电容器得电路分析方法含有电容器得电路分析方法技法讲解技法讲解电容器就是一个储存电能得元件电容器就是一个储存电能得元件,在直流电路中在直流电路中,当电容器充当电容器充 放电时放电时,电路有充电电路有充电 放电电流放电电流,一旦电路达到稳定状态一旦电路达到稳定状态,电电容器在电路中就相当于一个阻值无限大容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器就只考虑电容器就是理想不漏电得情况是理想不漏电得情况)得元件得元件,在电容器处电路可瞧作就是在电容器处电路可瞧作就是断路断路,简化电路时可去掉它简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电荷简化后若要求电容器所带电荷量时量时,可在相应得位置补上可在相应得位置补上,分析与计算含有电容器得直流分析与计算含有电容器得直流电路时电路时,关键就是准确地判断与求出电容器两端得电压关键就是准确地判断与求出电容器两端得电压,其其具体方法就是具体方法就是:1、确定电容器与哪个电阻并联确定电容器与哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器该电阻两端电压即为电容器两端电压两端电压、2、当电容器与某一电阻串联后接在某一电路两端时当电容器与某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路此电路两端电压即为电容器两端电压两端电压即为电容器两端电压,而与电容器串联得电阻瞧成而与电容器串联得电阻瞧成导线导线、3、对于较复杂电路对于较复杂电路,需要将电容器两端得电势与基准点得电需要将电容器两端得电势与基准点得电势比较后才能确定电容器两端得电压势比较后才能确定电容器两端得电压、典例剖析典例剖析【例例2】如图所示如图所示,电容器电容器C1=6 F,C2=3 F,电阻电阻R1=6,R2=3、当电键当电键S断开时断开时,A、B两点间得电压两点间得电压UAB等于等于多少多少?当当S闭合时闭合时,电容器电容器C1得电荷量改变了多少得电荷量改变了多少?(已知电已知电压压U=18 V)解析解析 在电路中电容器在电路中电容器C1、C2得作用就是断得作用就是断路路,当电键当电键S断开时断开时,电路中无电流电路中无电流,B、C等电势等电势,A、D等电等电势势,因此因此UAB=UAC=UDB=18 V、当当S断开时断开时,电容器电容器C1所带电荷量为所带电荷量为Q1=C1UAC=C1UDC=610-618 C=1、0810-4 C、当当S闭合时闭合时,电路电路R1 R2导通导通,电容电容C1两端得电压即电阻两端得电压即电阻R1两端两端得电压得电压、由串联电路得电压分配关系得由串联电路得电压分配关系得UAC18 V=12 V此时电容器此时电容器C1所带电荷量为所带电荷量为Q1=C1UAC=610-612 C=0、7210-4 C、电容器电容器C1所带电荷量得变化量为所带电荷量得变化量为Q=Q1-Q1=-3、610-5 C 负号表示减少负号表示减少答案答案 UAB=18 V 减少减少3、610-5 C三三 电路故障得分析方法电路故障得分析方法技法讲解技法讲解1、故障得特点故障得特点(1)断路得特点断路得特点:电路中发生断路电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电表现为电源电压不为零而电流为零流为零;若外电路中某两点之间得电压不为零若外电路中某两点之间得电压不为零,则这两点间则这两点间有断点有断点,而这两点与电源连结部分无断点而这两点与电源连结部分无断点、(2)短路得特点短路得特点:电路中发生短路电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电表现为有电流通过电路而电压为零压为零、2、故障得分析方法故障得分析方法(1)仪器检测法仪器检测法断点故障得判断断点故障得判断:用电压表与电源并联用电压表与电源并联,若有电压时若有电压时,再逐段再逐段与电路并联与电路并联,若电压表指针偏转若电压表指针偏转,则该段电路中有断点则该段电路中有断点、短路故障得判断短路故障得判断:用电压表与电源并联用电压表与电源并联,若有电压时若有电压时,再逐段与电路并联再逐段与电路并联;若电压表示数为零时若电压表示数为零时,该电路被短路该电路被短路,若电若电压表示数不为零压表示数不为零,则该电路不被短路或不完全被短路则该电路不被短路或不完全被短路、用电压表测量用电压表测量,若理想电压表示数为电源电动势若理想电压表示数为电源电动势,可判断电可判断电路故障为断路路故障为断路;若电压表示数不为零若电压表示数不为零,则电压表两端至电源则电压表两端至电源部分电路无断点且与电压表并联得电路没被短路部分电路无断点且与电压表并联得电路没被短路;若电压若电压表示数为零表示数为零,则电压表两端至电源得部分电路可能有断点则电压表两端至电源得部分电路可能有断点,或者就是与电压表并联得部分电路被短路或者就是与电压表并联得部分电路被短路、(2)假设法假设法:已知电路发生某种故障已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时寻求故障发生在何处时,可可将整个电路划分为若干部分将整个电路划分为若干部分;然后逐一假设某部分电路发然后逐一假设某部分电路发生故障生故障,运用欧姆定律进行正向推理运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述物推理结果若与题述物理现象不符合理现象不符合,则故障不就是发生在这部分电路则故障不就是发生在这部分电路;若推理结若推理结果与题述物理现象符合果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路则故障可能发生在这部分电路;直直到找到可能发生得全部故障为止到找到可能发生得全部故障为止、典例剖析典例剖析【例例3】如图所示得电路中如图所示得电路中,电源电动势为电源电动势为6 V,当开关当开关S接通接通后后,灯泡灯泡L1与与L2都不亮都不亮,用电压表测得各部分电压就是用电压表测得各部分电压就是Uab=6 V,Uad=0,Ucd=6 V,由此可判定由此可判定()A、L1与与L2得灯丝都烧断了得灯丝都烧断了B、L1得灯丝烧断了得灯丝烧断了C、L2得灯丝烧断了得灯丝烧断了D、变阻器变阻器R断路断路解析解析 由题目给出得条件可知由题目给出得条件可知,电路中有得地方有电压电路中有得地方有电压,说明说明电源就是有电压得电源就是有电压得、由由Uab=6 V与与Uad=0可知外电路上可知外电路上bcd段有断点段有断点;由由Ucd=6 V可知外电路上可知外电路上cL2d段有断点段有断点,即即L2烧烧断断,而且除而且除L2外外,灯灯L1与变阻器与变阻器R都没有与都没有与L2同时断开同时断开,否则否则也不存在也不存在Ucd=6 V、这种情况下这种情况下,Uad=0就是情理之中得就是情理之中得、故而故而C选项正确选项正确、答案答案 C第三关第三关:训练关训练关 笑对高考笑对高考随堂随堂训练训练1、下列关于电源电动势得说法下列关于电源电动势得说法电动势就是用来比较电源将其她形式得能转化为电能本领电动势就是用来比较电源将其她形式得能转化为电能本领大小得物理量大小得物理量外电路断开时得路端电压等于电源得电动势外电路断开时得路端电压等于电源得电动势用内阻较大得电压表直接测量电源正负之间得电压值约等用内阻较大得电压表直接测量电源正负之间得电压值约等于电源得电动势于电源得电动势外电路得总电阻越小外电路得总电阻越小,则路端电压越接近电源得电动势则路端电压越接近电源得电动势以上说法正确得就是以上说法正确得就是()A、B、C、D、只有只有解析解析:电动势就是表示电源把其她形式得能转化为电能得本领电动势就是表示电源把其她形式得能转化为电能得本领得物理量得物理量、正确正确,由由E=U+Ir知知,当外电路断开时当外电路断开时,I=0,E=U,正确正确、由于电压表电阻很大由于电压表电阻很大,I很小很小,则则UE、正确正确、外电路得总电阻越小外电路得总电阻越小,路端电压越小路端电压越小,错错、正确正确选项为选项为B、答案答案:B2、如图所示电路中如图所示电路中,闭合电键闭合电键,灯灯L1 L2正常发光正常发光,由于电路出由于电路出现故障现故障,突然发现灯突然发现灯L1变亮变亮,灯灯L2变暗变暗,电流表得读数变小电流表得读数变小,根根据分析据分析,发生得故障可能就是发生得故障可能就是()A、R1断路断路 B、R2断路断路C、R3短路短路 D、R4短路短路解析解析:等效电路如下图所示等效电路如下图所示,若若R1断路断路,总电阻变大总电阻变大,总电流变小总电流变小,内电压变小内电压变小,外电压变大外电压变大,L2变暗变暗,电流表读数变小电流表读数变小,L1变亮变亮,故故A正确正确、若若R2断路断路,总电阻变大总电阻变大,进一步得出进一步得出L1变暗变暗,L2变亮变亮,故故B错误错误、若若R3短路短路,总电阻变小总电阻变小,电流变大电流变大,内电压变大内电压变大,外电压变小外电压变小,L1变亮变亮,L2变暗变暗,但电流表示数等于但电流表示数等于I总总-I2变大变大,故故C错误错误、若若R4短路短路,情形与情形与R3短路相似短路相似、D错误错误,故本题只有故本题只有A正确正确、(本题也可用本题也可用“串反并同串反并同”快速求解快速求解)答案答案:A3、如图所示如图所示,直线直线OAC为某一直流电源得总功率为某一直流电源得总功率P总总随电流随电流I变化得图线变化得图线,抛物线抛物线OBC为同一直流电源内部热功率为同一直流电源内部热功率Pr随随电流电流I变化得图线变化得图线、若若A B对应得横坐标对应得横坐标2 A,那么线段那么线段AB表示得功率及表示得功率及I=2 A对应得外电阻就是对应得外电阻就是()A、2 W 0、5 B、4 W、2 C、2 W 1 D、6 W 2 解析解析:两图线在两图线在C点相交点相交,表明电源总功率与内部热功率相等表明电源总功率与内部热功率相等,意味着电源短路意味着电源短路、=1,电源电动势电源电动势E=Ir=3 V,因因AB对对应得电流应得电流I=2 A,根据闭合电路欧姆定律可得根据闭合电路欧姆定律可得所以所以R=(1、5-1)=0、5,其功率其功率P=I2R=220、5 W=2 W、答案答案:A4、演示位移传感器得工作原理如图所示演示位移传感器得工作原理如图所示,物体物体M在导轨上平在导轨上平移时移时,带动滑动变阻器得金属杆带动滑动变阻器得金属杆P,通过电压表显示得数据通过电压表显示得数据,来反映物体位移得大小来反映物体位移得大小x、假设电压表就是理想得假设电压表就是理想得,则下列则下列说法正确得就是说法正确得就是()A、物体物体M运动时运动时,电源内得电流会发生变化电源内得电流会发生变化B、物体物体M不动时不动时,电压表得示数不会发生变化电压表得示数不会发生变化C、物体物体M不动时不动时,电路中没有电流电路中没有电流D、物体物体M不动时不动时,电压表没有示数电压表没有示数解析解析:电压表测量得电压就是滑动变阻器左部分电压电压表测量得电压就是滑动变阻器左部分电压,随着随着M点得移动点得移动,电压表示数也发生变化电压表示数也发生变化,物体物体M不动时不动时,电压表示电压表示数不发生变化数不发生变化,故应选故应选B、因电压表为理想电表因电压表为理想电表,电路总电阻电路总电阻不变不变,故电流不变故电流不变,所以所以A C错错、答案答案:B5、温度传感器广泛应用于家用电器中温度传感器广泛应用于家用电器中,它就是利用热敏电阻它就是利用热敏电阻得阻值随温度变化得特性来工作得得阻值随温度变化得特性来工作得、如图甲所示为某装置如图甲所示为某装置中得传感器工作原理图中得传感器工作原理图,已知电源得电动势已知电源得电动势E=9、0 V,内电内电阻不计阻不计;G为灵敏电流表为灵敏电流表,其内阻其内阻Rg保持不变保持不变;R为热敏电阻为热敏电阻,其阻值随温度得变化关系如图乙所示其阻值随温度得变化关系如图乙所示,闭合开关闭合开关S,当当R得温得温度等于度等于20 时时,电流表示数电流表示数I1=2 mA;当电流表得示数当电流表得示数I2=3、6 mA时时,热敏电阻得温度就是热敏电阻得温度就是()