闭合电路哦欧姆定律

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,*,闭合电路欧姆定律,2004年名师课堂辅导讲座高中部分,中级教师,复习目标,1、了解电动势的概念，掌握闭合电路的欧姆定律。,2、能够应用闭合电路的欧姆定律解决简单的闭合电路问题。,3、能够识别闭合电路中各种电功率，并能用相关物理量表达出来。,4、能分析和计算含有电容器的直流闭合电路问题。,2,基本知识回顾,1、电动势：,电动势是一个表征电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。,把单位正电荷由电源负极搬运到正极非静电力所做的功,电动势在数值上等于,电源开路时的电压,电源内电压与路端电压之和,3,2、闭合电路欧姆定律,内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。,公式,I=,E,R+r,E=U,外,+U,内,U=E-Ir,适用条件：外电路为纯电阻的电路,4,3、路端电压U随外电阻R变化的讨论,U=IR=,E,R+r,R,=,E,1+,r,R,由上式UR可得图象如图所示,0,R,U,E,E,2,r,从图可以看出：,(1)当R增大时，U也随之增大。,(2)当外电路断开时,R=,U=E。,(3)当外电路短路时,R=0,U=0,I,短,= 一般情况下不允许外电路短路。,E,r,5,4、电源的输出功率随外电阻变化的讨论,(1)电源的工作功率P=IE,(2)内耗功率：P,内,=I,2,r,(3)输出功率：P,出,=P- P,内,=IE- I,2,r=IU,当外电阻为纯电阻电路时,P,出,=I,2,R=,E,2,R,(R+r),2,=,E,2,+4r,(R-r),2,R,当R=r时,P,出,最大，且最大值为,P,出m,=,E,2,4r,6,0,R,P,出,E,2,4r,r,P,出,R图线如图所示,当,Rr时，随着R的增加，P,出,减少,当Rr时，随着R,的增加，P,出,增加,7,闭合电路的动态分析,例1、如图所示，当滑动变阻器滑片P向右移动时，试分析L,1,L,2,L,3,的亮度变化情况。,L,1,L,2,L,3,P,小， L,1,将变暗，同时L,1,分得的电压变小。路端电压增大，L,2,两端电压增大，故L,2,变亮。总电流减小， L,2,分得的电流增大，可见L,3,上的电流比L,1,上的电流减小得还要多，因此L,3,也要变暗。,解析当P向右移动，R,滑,有效电阻变大，整个电路的电阻增大。根据I,总,减小，流过L,1,的电流变,8,总结：,(1)讨论灯泡亮度的变化情况，只需判断其电流或电压如何变化就可以。,(2)闭合电路动态分析的一般顺序是：先电阻，再总电流；先内电压，再路端电压；先判断干路用电器，再支路用电器；先固定支路，再变化支路。,9,利用闭合电路欧姆定律定量计算,例2、有电路如图所示，R,1,=3000,V,A,是内阻为6000 的电压表，V,B,是内阻为3000的电压表，已知：,求R的值。,K,1,K,2,A,B,R,R,1,R,2,V,A,V,B,K,1,断开、K,2,接到A时，电压表读数是4V；,K,1,接通、 K,2,接到A时，电压表读数是8V；,K,1,接通、 K,2,接到B时，电压表读数是7.5V，,10,设电源电动势为E，内阻为r，R,1,与R,A,的并联总电阻为R,A,1,=2000 ， R,1,与R,B,的并联总电阻为R,B,1,=1500 ,解析：,由于K,1,闭合时,V,A,和V,B,的示数不相同,所以电源的内阻不能忽略,且由于R,1,与两电压表内阻较接近,所以必须考虑电表内阻的影响,K,1,K,2,A,B,R,R,1,R,2,V,A,V,B,11,当K,1,断开、K,2,接A时，根据分压原理有,K,1,接通、 K,2,接到A时，R被短路，同理有,K,1,接通、 K,2,接到B时，同理还有,K,1,K,2,A,B,R,R,1,R,2,V,A,V,B,4,E,2000,R+2000+R,2,+r,=,8,E,2000,2000+R,2,+r,=,1500+R,2,+r,1500,E,7.5,=,12,由和可得:E=10V,R,2,+r=500 ,然后代入式可得R=2500 ,总结:,(1)在闭合电路的定量计算中，一般每一种电路工作状态对应一个欧姆定律方程。,(2)本题中伏特表不能视为理想电表，而应视为可显示电压的电阻。,(3)这部分题目中，往往会出现方程的数目少于未知数的数目，分析后不难发现，其中的两个或多个未知量可等效为一个未知量,13,闭合电路中的能量转化问题,例3、在图中，发电机的内阻r=0.1 ，每根输电线的电阻为r,L,=0.1 ，负载电阻R=22 ，电路中的电流强度I=10A，求：,发电机的功率。,负载两端的电压U,R,；,外电路上的电压U,端,；,发电机的电动势；,整个外电路上消耗的功率P,外,；,负载上消耗的功率；,导线上消耗的功率；,发电机内部消耗的功率；,G,U,载,R,r,L,r,L,U,端,+,14,U,R,=IR=1022=220V,外电路上的电压U端,U,端,=IR=I(R+2r,L,)=10(22+2 0.1)=222V,电源电动势,E= U,端,+Ir=(222+10 0.1)=223V,外电路上消耗的功率,P,外,=I U,端,=10 222=2.22kw,G,U,载,R,r,L,r,L,U,端,+,负载两端的电压,15,负载上消耗的功率,P,载,=IU,载,=10220=2.2kw,导线上消耗的功率,P,导,=2I,2,r,L,=2,10,2,0.1=20w,发电机内部消耗的功率,P,内,P,内,=,I,2,r=,10,2,0.1=10w,发电机的功率,P=IE=10,223=2.23kw,G,U,载,R,r,L,r,L,U,端,+,16,含有电容的闭合电路的计算,例4、如图所示，电源电动势E=10V，R,1,=4,R,2,=6,C=30F,电池内阻可忽略。,E,R,1,R,2,C,S,(1)闭合开关,S，求稳定后通过R,1,的电流。,(2)然后将开关S断开，求这以后流过R,1,的总电量。,17,E,R,1,R,2,C,S,解析：,(1)由闭合电路欧姆定律，闭合稳定后流过电阻的电流为:,I=,E,R,1,+R,2,10,4+6,=,=1(A),(2)断开S前电容器上极板带正电,其带电量为,Q,1,=CU,2,=CIR,2,=3010,-6,1 6=1.2 10,-4,C,断开电路稳定后，电容器的电压升高为,U,1,=E=10V,电容器被充电,上极板仍带正电,18,带电量,Q,2,=CU,1,=CE=30 10,-6,10=3 10,-4,C,断开后流过的电量为,Q=Q,2,Q,1,=1.2 10,-4,C,E,R,1,R,2,C,S,19,练习1：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后电灯恰能正常发光，如果某一时刻电灯L,1,的灯丝烧断，则（ ）,A.L,3,变亮，L,2、,L,4,变暗,B. L,2、,L,3,变亮，L,4,变暗,C.,L,4,变亮，L,2 、,L,3,变暗,D. L,3、,L,4,变亮，L,2,变暗,B,L,1,L,2,L,3,L,4,S,E、r,20,练习2:如图所示的图线，a是某电源的图线，b是电阻R的UI图线，这个电源的内电阻等于_，用这个电源和两个电阻R串联成闭合电路，电源输出的电功率等于_。,1,2,3,1,3,6,2,4,5,I/A,U/V,0,2 ,4w,21,练习3:如图中E=10V ，C,1,=C,2,=30F ，R,1,=4 ， R,2,=6 ，电池内阻可忽略，先闭合开关K，待电路稳定后，再将K断开，则断开K后流过电阻R,1,的电量为_C。,E,R,1,R,2,C,1,C,2,K,K闭合Q,1,= C,1,U,2,=1.810,-4,C,K断开Q,1,=C,1,E=3 10,-4,C,Q,2,= C,2,E=3 10,-4,C,流过R,1,的电量为,Q=(Q,1,Q,1,)+ Q,2,=4.210,-4,C,4.210,-4,22,大连教育网,录 制,23,