2019春高中物理 第2章 恒定电流 7 闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修3-1.ppt

第二章 恒定电流 7闭合电路的欧姆定律 课前预习 1 闭合电路组成 1 外电路 电源 部由用电器和导线组成的电路 在外电路中 沿电流方向电势 2 内电路 电源 部的电路 在内电路中 沿电流方向电势 闭合电路的欧姆定律 外 降低 内 升高 2 闭合电路中的能量转化如图所示 电路中电流为I 在时间t内 等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和 即EIt 非静电力做功 I2Rt I2rt 3 闭合电路欧姆定律 1 概念 闭合电路中的电流与 成正比 与内 外电路中的 成反比 2 表达式 I 公式中 R表示外电路的总电阻 E表示电源的电动势 r是电源内阻 3 适用范围 电路 电源的电动势 电阻之和 纯电阻 1 路端电压与电流的关系 1 公式 U 2 图象 U I 如图所示是一条倾斜的直线 该直线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示电源的 路端电压与负载的关系 E Ir 电动势 内阻 增大 E 减小 0 判一判 1 闭合电路沿着电流的方向电势一定降低 2 闭合电路的电流跟内 外电路电阻之和成反比 3 在闭合电路中 外电阻越大 路端电压越大 4 电路断开时 电路中的电流为零 路端电压也为零 5 外电路短路时 电路中的电流无穷大 6 纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大 选一选 一同学将变阻器与一只6V 6 8W的小灯泡L及开关S串联后接在6V的电源E上 当S闭合时 发现灯泡发光 按此图的接法 当滑片P向右滑动时 灯泡将 A 变暗B 变亮C 亮度不变D 可能烧坏灯泡解析 由图可知 变阻器接入电路的是PB段的电阻丝 当滑片P向右滑动时 接入电路中的电阻丝变短 电阻减小 灯泡变亮 B选项正确 由于灯泡的额定电压等于电源电压 所以不可能烧坏灯泡 B 想一想 我们有这样的经验 傍晚是每一天用电高峰时段 万家灯火 但是灯光较暗 而夜深人静的时候 灯光特别亮 这是为什么 还有 在家用电器使用中 打开大功率的空调后 你会发现灯泡会变暗 而关掉空调后灯又会马上亮起来 这是为什么 解析 当电路中接入较多的用电器时 由于这些用电器是并联的 其总电阻会变小 干路中的电流就会增大 由于导线有电阻 在导线上就有较大的电压降 造成灯泡两端的电压变小 因此灯泡的亮度就变暗了 课内探究 如图是闭合电路中电势升降的一个比喻 图中小男孩就像电路中的正电荷一样 是升降机的作用实现了他的持续运动 两端的高度差相当于内 外电阻两端的电势差 电源就像升降机 升降机升起的高度相当于电源的电动势 根据此比喻请探究一下 闭合电路中电流与电动势 电阻有什么关系 探究一对闭合电路的欧姆定律的理解 1 1 闭合电路的欧姆定律的表达形式 2 路端电压U随电流I变化的图像 U I关系图 1 U I图像的函数表达式 U E Ir 2 U I图像特点 位于第一象限 与横纵坐标轴相交的倾斜直线 如图所示 对点训练1 多选 如图所示是某电源的伏安特性曲线 则下列结论正确的是 A 电源的电动势为6 0VB 电源的短路电流为0 5AC 电流为0 2A时的外电阻是28 4 D 电源的内阻为12 AC 如图所示的闭合电路中 当滑动变阻器的滑片P向右滑动时 两电表的示数发生变化 这一类问题叫电路的动态分析问题 试问滑片P向右滑动时 两电表的示数怎样变化 提示 P右滑 R R总 I总 U内 U外 即电流表示数减小 电压表示数增大 探究二闭合电路的动态分析方法 2 3 特殊值法与极限法 指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论 特别提醒 1 在闭合电路中 任何一个电阻的增大 或减小 都将引起电路总电阻的增大 或减小 该电阻两端的电压一定会增大 或减小 2 理想电压表可认为是断路 理想电流表可认为是短路 C 解题指导 本题可用多种方法推论各表的变化情况 用 结论法 解题快捷 但一定要理清各用电器的串 并联关系 解析 方法 程序法 当R2的滑动片向右移动时 变阻器有效电阻减小 则总电阻减小 总电流增大 故A1读数变大 V2测R3两端电压 因为电流增大 所以R3两端电压也增大 即V2读数变大 电流增大 会使内电压增大 所以路端电压减小 即V1读数变小 路端电压减小 而V2增大 则R1和R2的并联电压减小 故通过R1的电流减小 即A2读数变小 所以选项C正确 方法 结论法 并同 变阻器R2减小 与R2有并联关系的V1 A2示数变小 串反 变阻器R2减小 与R2有串联关系的V2 A1示数变大 所以选项C正确 对点训练2 多选 2017 广州市荔湾区高二上学期期末 在如图所示的电路中 当滑动变阻器滑片P向下移动时 A A灯变亮B B灯变亮C C灯变亮D D灯变亮解析 当滑动变阻器滑片P向下移动时 滑动变阻器的有效阻值变小 外电路总电阻变小 根据闭合电路欧姆定律知 总电流I增大 内电压增大 则路端电压减小 A灯的电压减小 故A灯变暗 总电流I增大 通过A灯的电流减小 所以B灯所在支路电流增大 则B灯变亮 B灯的电压增大 而路端电压减小 所以C灯的电压减小 C灯变暗 通过C灯的电流减小 而通过B灯的电流增大 所以通过D灯的电流增大 D灯变亮 故AC错误 BD正确 故选 BD BD 在闭合电路中 内外电路都有电阻 当电流通过内外电路时都要做功 请问 外电路的电阻越大 外电路消耗的功率就越大吗 提示 不一定 探究三闭合电路的功率分析 3 特别提醒 1 当电源输出功率最大时 机械效率 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P I2R来判断 与输出功率大小的判断方法不同 对点训练3 2017 江西省南昌二中高二上学期月考 如图所示 直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线 抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线 若A B对应的横坐标为2A 那么线段AB表示的功率及I 2A对应的外电阻是 A 2W 0 5 B 4W 2 C 2W 1 D 6W 2 A 素养提升 分析和计算含有电容器的直流电路时 注意把握以下几个方面 1 电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件 在电容器处电路看成是断路 画等效电路时 可以先把它去掉 2 若要求电容器所带电荷量时 可在相应的位置补上 求出电容器两端的电压 根据Q CU计算 3 电路稳定时电容器所在支路断路 与电容器串联的电阻两端无电压 该电阻相当于导线 含电容器电路的分析与计算 4 当电容器与电阻并联后接入电路时 电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等 5 电路中的电流 电压变化时 将会引起电容器的充 放电 有 Q C U 答案 1 10m s2 竖直向上 2 4 10 4C