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,第八章 恒 定 电 流,第2讲 闭合电路欧姆定律 焦耳定律,1. 理解闭合电路欧姆定律的内容，并能进行电路动态分析及电路的相关计算 2. 能利用U-I图象进行分析并计算 3. 能计算纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功、电功率,1. 闭合电路的组成 (1) 内电路：电源内部的电路，其电阻称为_，内阻所降落的电压称为内电压 (2) 外电路：电源外部的电路，其两端电压称为_或_ (3) 内、外电压的关系：EU外U内,内阻,外电压,路端电压,正比,反比,3. 路端电压与外电阻的关系 (1) 负载R增大I减小U内_U外_ 外电路断路时(R)，I0，U外E. (2) 负载R减小I增大U内_U外_ 外电路短路时(R0)，I_，U内E.,减小,增大,增大,减小,4. U-I关系图：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而_；U-I关系图线如图所示,减小,(1) 当电路断路即I0时，纵坐标的截距为_ (2) 当外电路电压为U0时，横坐标的截距为_. (3) 图线斜率的绝对值为电源的_ 5. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_，跟导体的电阻及通电时间成_公式为Q_.,电动势E,短路电流Im,内阻r,正比,正比,I2Rt,直流电路的动态分析,(2) 判定总电阻变化情况的规律 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小) 若开关的通、断使串联的用电器增多，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多，电路的总电阻减小 2. 直观法 任一电阻阻值增大，必引起通过该电阻的电流的减小和该电阻两端电压的增大,3. “并同串反”规律 所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大即(U串，I串，P串)R(U并，I并，P并) 4. 极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论,典题演示1 (多选)(2016泰州一模)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻当滑动变阻器R的触头向下移动时，下列说法中错误的是( ) A. 灯泡L一定变亮 B. 电压表的示数变小 C. 电流表的示数变小 D. R0消耗的功率变小,B,【解析】 滑片下移时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，总电阻变大，总电流变小，内电压变小，路端电压变大，灯泡变亮，A项正确，B项错误；流过灯泡的电流变大，总电流变小，则流过R0的电流变小，C、D选项正确,ACD,电路中的有关功率及效率,特别提醒： (1) 当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有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，其消耗的功率根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同,BC,电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象检查故障的基本方法有两种：,电路故障的分析方法,1. 电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路 如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路 2. 用多用电表的欧姆挡检测 要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路，便可找到故障所在,典题演示4 (2015湖北八校联考)在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，某时刻电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障( ) A. R1短路 B. R2短路 C. R3短路 D. R1断路,A,【解析】 若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压若R1短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，A正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，B错误；若R3短路，则电压表示数为零，C错误；若R1断路，则电流表示数为零，D错误,对电路中电功、电热、电功率的理解,2. 非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有WQ.电功只能用公式WUIt来计算，电热只能用公式QI2Rt来进行计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用,典题演示5 (多选)(2014南师附中)如图所示，电源电动势均为E12V，内阻均为r3.R01，直流电动机内阻R01.当调节滑动变阻器使R12时，图甲电路输出功率最大调节R2使图乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定功率为6W)，则此时R2的阻值和电动机的热功率P为( ) A. R22 B. R21.5 C. P6 W D. P4 W,甲,乙,BD,微模型8 电容器模型 解决含电容器的直流电路问题的一般方法： (1) 不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上 (2) 电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降压的作用，但电容器两端可能出现电势差,(3) 电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电 (4) 如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源电动势E，而是路端电压U. (5) 如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器带电荷量之和,典题演示 如图所示的电路中，电源电动势E6V，内阻r1，电阻R13，R26，电容器的电容C3.6F，二极管D具有单向导电性开始时，开关S1闭合，S2断开,(1) 合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少 【答案】减少1.8106C (2) 合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少 【答案】 9.6106C,【思维轨迹】,(2) 合上S2后，电容器上电荷量为QCU21.44105C. 断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比，流过电阻R1的电荷量为 Q1Q9.6106C.,C,甲,乙,1. (2016南通、泰州、扬州、淮安二模)如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小. 当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是( ) A. 电压表V示数增大 B. 电流表A示数减小 C. 电路的总功率减小 D. 变阻器R1的取值越大，电表示数变化越明显,D,【解析】 当一氧化碳气体浓度增大时，R的阻值减小，外电路总阻值减小，干路电流I增大，则内电压增大，外电压减小，即电压表的示数减小，A项错误；流过R1的电流IR1减小，干路电流IIR1IR，则流过R的电流增大，即电流表的示数增大，B项错误；电路的总功率PEI，I增大，则P增大，C项错误；当变阻器R1的取值越大时，R与R1并联的阻值越接近R的阻值，则电表示数变化越明显，D项正确,2. 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示下列说法中错误的是( ) A. 直线a表示电源的总功率 B. 曲线c表示电源的输出功率 C. 电源的电动势E3 V，内阻r1 D. 电源的最大输出功率Pm9 W,D,3. (2016南通一模)如图所示的电路中，E为电池，R1、R2为可变电阻，R为定值电阻，C为平行板电容器闭合开关S后，能使电容器带电荷量增加的方法是( ) A. 增大R1的阻值 B. 增大电容器两极板间的距离 C. 减小R2的阻值 D. 将电容器的两极板错开些,C,【解析】 电容器与R1串联，改变R1的阻值对电容器两端电压无影响，A项错误；增大电容器两极板的距离和将电容器的两极板错开些，电容C减小，电压不变，带电荷量减小，B、D选项错误；减小R2可以增大R两端电压，C项正确,4. (多选)(2016江苏卷)如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2，四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关S，下列说法中正确的有( ) A. 路端电压为10 V B. 电源的总功率为10 W C. a、b间电压的大小为5 V D. a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A,AC,5. (多选)(2015苏州一模)在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电表均为理想电表闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端，两个电压表读数随电流表读数变化的图线如图(b)所示则( ),BCD,图(a),图(b),A. 电源内阻的阻值为10 B. 电源的最大输出功率为1.8 W C. 滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W D. 图线甲是电压表V2的读数随电流表读数变化的图线,6. (2014南通中学)如图所示的电路中，R13 ，R26 ，R31.5 ，C20 F.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W求：,(1) 电源的电动势和内阻 【答案】 4 V 0.5 (2) 闭合S时，电源的输出功率 【答案】 3.5 W (3) S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少 【答案】 6105 C 0,
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