考点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,