闭合电路的计算和分析课件

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,*,闭合电路问题的分析与计算,闭合电路问题的分析与计算,1,一、闭合电路的欧姆定律的内容,E r,R,I,闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律,闭合电路欧姆定律的表达形式有：,E,=,U,外,+,U,内,（,I,、,R,间关系）,U=E-Ir,（,U,、,I,间关系）,（,U,、,R,间关系）,一、闭合电路的欧姆定律的内容E rRI 闭合电路中的电流跟,2,（3）,讨论：,U=E-Ir,从上式可以看出:(,E,、,r,是常量，,R,、,I,、,U,是变量),a.当外电阻,R,减小时，可知,I,增大，内电压,U,Ir,增大,路端电压,U,减小,b.当外电路短路时，,R,趋近于零，,I,趋近于,E/r,，,路端电压,U,趋近于零电源的内阻一般都很小，,所以短路时电流很大为,I,m,=,E,/,r.,c.当外电阻R增大时，则,I,减小，内电压,U,Ir,减小，,路端电压U增大当外电路断开时，,R,变为无限大，,I,变为零，,Ir,也变为零，,U=E,这就是说，,开路时的路端电压等于电源的电动势,.,而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势,（还有微弱电流通过电源）。,（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出:(E、r 是常量，,3,二、闭合电路的,U-I,图象,右图中,a,为电源的,U-I,图象；,b,为外电阻的,U-I,图象；,a,的斜率的绝对值表示内阻大小；,a,与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；,b,的斜率的绝对值表示外电阻的大小;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；,u,O I I,m,i,E,U M,（,I,，,U,）,b,a,N,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。,二、闭合电路的U-I 图象 右图中a为电源的U-I图,4,三、电源的功率和效率,电功率：,电源的输出功率,P,出,=,UI,电源内部消耗的功率,P,r,=,I,2,r,电源的总功率,P,E,=,EI,电源的输出功率，,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，,O R,P,出,P,m,r,而当内外电阻相等时，,电源的输出功率最大为,电源的效率：,（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,三、电源的功率和效率电功率：电源的输出功率P出=UI,5,07年1月北京市崇文区期末统一练习6,1.如图所示电路，电源电动势,E,为6V，内阻,r,为2,电阻,R,为8，电动机M线圈电阻,R,M,为2。当开关,S,闭合时，电阻,R,消耗的电功率为2W，则电动机输出的机械功率是 （）,A0.5W B1.5W,C2W D3.56W,M,E r,S,R,B,1.一般计算问题,注意分析电路的电压关系.电流关系和功率关系,07年1月北京市崇文区期末统一练习61.如图所示电路，电源电,6,06年12月广州市X科统考卷15,2.如图所示，电源的电动势,E,7.5,V,，内阻,r,1.0,，定值电阻,R,2,12,，电动机M的线圈的电阻,R,0.50,闭合开关,S,，电动机转动稳定后，电压表的示数,U,1,4,V,，电阻,R,2,消耗的电功率,P,2,3.0,W,求电动机转动稳定后：,（1）电路的路端电压.,（2）通过电动机的电流,M,V,R,1,E r,S,R,2,6V 1A,06年12月广州市X科统考卷15 2.如图所示，电源的电动势,7,07学年南京市期末质量调研16,3.如图所示，电解槽,A,和电炉,B,并联后接到电源上，电源内阻,r,=1,，电炉电阻,R,=19,，电解槽电阻,r,=0.5,.,当,S,1,闭合、,S,2,断开时，电炉消耗功率684W；,S,1,、,S,2,都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求：,（1）电源的电动势；,（2）,S,1,、,S,2,都闭合时，流过电解槽的电流大小；,（3）,S,1,、,S,2,都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。,(1).120V (2).20A (3).1700W,A,S,1,S,2,B,07学年南京市期末质量调研16 3.如图所示，电解槽,8,江苏省如东高级中学07年2月期末试卷10,4高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流,I,c,，当通过限流器的电流,I,I,c,时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻为,R,1,=3，超导临界电流,I,c,=1.2A，限流电阻,R,2,=6，小灯泡,L,上标有“6V，6W”的字样，电源电动势,E,=8V，内阻,r,=2，原来电路正常工作，现,L,突然发生短路，则 (),A短路前通过,R,1,的电流为2/3 A,B短路后超导部件将由超导状态,转化为正常态,C短路后通过,R,1,的电流为4/3 A,D短路后通过,R,1,的电流为2,A,E r,S,限流电阻,R,2,超导部件,R,1,L,B C,江苏省如东高级中学07年2月期末试卷104高温超导限流器由,9,5.如图所示，定值电阻R,1,=1，R,2,为电阻箱，电源电动势为6V，内阻r为3，,要使电源有最大的输出功率.应使R,2,为多大，此时电源最大的输出功率是多少？,电源内部消耗的功率是多少？,若要使R,1,上有最大功率，则R,2,应取多大的值？若要使R,2,上得到最大功率，则R,2,应取多大的值？,2.最大功率计算问题,(1)2,3W (2)0,4,5.如图所示，定值电阻R1=1，R2为电阻箱，电源电动势为,10,6.如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是,A4W、8WB2W、4W,C4W、6W D2W、3W,3.图象问题,C,6.如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U,11,7.在如图所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L,1,、L,2,、L,3,为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示.当开关闭合后，下列判断正确的是,A.灯泡L,1,的电阻为12,B.通过灯泡L,1,的电流为灯泡L,2,电流的2倍,C.灯泡L,1,消耗的电功率为0.75W,D.灯泡L,2,消耗的电功率为0.30W,ACD,7.在如图所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1,12,07年苏锡常镇四市二模10.,8.小张同学将一直流电源的总功率,P,E,、输出功率,P,R,和电源内部的发热功率,P,r,随电流,I,变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的,a,、,b,、,c,所示，则下列判断正确的是 (),A.直线,a,表示电源的总功率,B.曲线,b,表示电源的输出功率,C.电源的电动势,E,=3,V,.内电阻,r,=1,D.电源的最大输出功率,P,max,=9,W,3,2,1,P/,W,3,6,9,I/,A,0,a,c,b,A C,07年苏锡常镇四市二模10.8.小张同学将一直流电源的总功,13,9.如图所示，直线A为电源,a,的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源,b,的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到,a,、,b,两电源上，那么（）,A、R接到,a,电源上，电源的效率较高,B、R接到,b,电源上，电源的输出功率较大,C、R接到,a,电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低,D、R接到,b,电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高,C,9.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线,14,10.,如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向b端移动时（）,(A)电压表的读数增大，电流表的读数减小,(B)电压表和电流表的读数减小,(C)电压表和电流表的读数增大,(D)电压表的读数减小，电流表的读数增大,A,4.动态分析问题,10.如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向b端移动时（,15,11.在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为 ,B,AA灯和B灯都变亮,BA灯、B灯都变暗,CA灯变亮，B灯变暗,DA灯变暗，B灯变亮,R,R,1,11.在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,16,12.如图所示的电路中，O点接地，当原来断开的开关S闭合时，电路中A、B两点的电势变化情况是,A、都降低 B、都升高,C、U,A,升高，U,B,降低 D、U,A,降低，U,B,升高,A,12.如图所示的电路中，O点接地，当原来断开的开关S闭合时，,17,13.如图所示的电路中，A为理想电流表，V,1,和V,2,为理想电压表，R,1,为定值电阻，R,2,为可变电阻，电池E内阻不可忽略，则下列说法中正确的是,AR,2,不变时，V,2,的读数与A读数之比等于R,1,BR,2,不变时，V,1,的读数与A读数之比等于R,1,CR,2,改变时，V,1,读数的变化量的绝对值大于V,2,读数的变化量的绝对值,DR,2,改变时，V,1,读数的变化量的绝对值小于V,2,读数的变化量的绝对值,BD,13.如图所示的电路中，A为理想电流表，V1和V2为理想电压,18,14.（2006年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U,1,、U,2,和U,3,表示，电表示数变化量的大小分别用I、U,1,、U,2,和U,3,表示下列比值正确的是,AU,1,/I不变，U,1,/I不变,BU,2,/I变大，U,2,/I变大,CU,2,/I变大，U,2,/I不变,DU,3,/I变大，U,3,/I不变,ACD,14.（2006年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，,19,15.如图所示为电路板的示意图，a,b,c,d为接线柱，a,d与220V的交流电源相连接，a，b间，b,c间，c,d间分别接有一个电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b,d两点与a,c两点间的电压均为220V，由此可知：,A、ab间电路通，cd间电路不通,B、ab间电路不通，bc间电路通,C、ab间电路通，bc 间电路不通,D、bc 间电路不通，cd 电路通,5.电路故障分析,CD,15.如图所示为电路板的示意图，a,b,c,d为接线柱，a,20,16.如图所示，闭合电键，灯L,1,，L,2,正常发光，由电路出现故障，突然发现灯L,1,变亮，灯L,2,变暗，电流表示数变小，根据分析，发生的故障可能是,A、R,1,断路B、R,2,断路,C、R,3,短路 D、R,4,短路,A,16.如图所示，闭合电键，灯L1，L2正常发光，由电路出现故,21,17如图所示的电路中，闭合电键S后，灯L,1,和L,2,都正常发光，后来由于某种故障使灯L,2,突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是(),AL,1,灯灯丝烧断,B电阻R,2,断路,C电阻R,2,短路,D电容器被击穿短路,B,17如图所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光,22,18,如图所示的电路中，电源的电动势,E=,3.0 V,，内阻,r=,1.0,；电阻,R,1,=,10,R,2,=,10,R,3,=,30,R,4,=,35,；电容器的电容,C=,10 F.,电容器原来不带电,.,求接通电键,K,并达到稳定这一过程中流过,R,4,的总电量。,R,2,R,3,R,4,R,1,E r,K,C,Q,=,CU,=2.010,-5,C,6.含容电路的分析与计算,18如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=,23,07届12月江苏省丹阳中学试卷14,19.如图所示的电路中，电源电动势,E,6,V,，内阻,r,1,，电阻,R,1,3,，,R,2,6,，电容器的电容