優(yōu)化課堂》課件：物理粵教版選修3-1第二章第三節(jié)研究閉合電路.ppt

第三節(jié) 研究閉合電路,1閉合電路：由內(nèi)電路和外電路組成 (1)內(nèi)電路：電源_的電路，其電阻稱為_， 內(nèi) 電 阻 所 降 落 的 電 壓 稱 為 _ 在內(nèi)電路里電流從 _極流向_極 (2) 外 電 路 ： 電 源 _ 的 電 路 ， 其 兩 端 電 壓 稱 為 _在外電路中電流方向?yàn)閺腳極流向_極 (3)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：_.,內(nèi)部,內(nèi)電阻,內(nèi)電壓,負(fù),正,外部,路端電壓,正,負(fù),內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢,2閉合電路的歐姆定律,(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成_，,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成_,(2)公式：_.,(3)適用條件：外電路為_電路,(4)常用的變形公式：E_；E_.,正比,反比,純電阻,U外U內(nèi),U外Ir,3關(guān)于閉合電路，以下說法正確的是( ),D,A電流總是從電勢高的地方流向電勢低的地方 B閉合電路中，路端電壓越大，內(nèi)電壓也越大 C閉合電路中，電源的電動勢等于外電路的路端電壓 D當(dāng)外電路斷開時，路端電壓的大小等于電動勢,4電動勢為 3 V 的電池，輸出電流為 3 A，由此可知( ) A內(nèi)、外電阻相差 1 B內(nèi)、外電阻之和為 1 C外電阻為 1 D內(nèi)電阻為 1 ,B,知識點(diǎn) 1 閉合電路歐姆定律的理解與應(yīng)用,1閉合電路歐姆定律的公式：I_.在閉合電路中 同一個電源的_和_一般是不變的，但電源產(chǎn)生 的_則會隨外電路電阻的變化而變化；外電路電阻變大， 電源產(chǎn)生的電流會_，外電路電阻變小，電源產(chǎn)生的電 流會_,電動勢,內(nèi)阻,電流,減小,增大,2如圖 231 所示的電路，當(dāng)開關(guān) S 斷開時，理想電壓 表的讀數(shù)為 3.0 V；當(dāng)開關(guān) S 閉合且變阻器電阻調(diào)到 4 時，電 壓表的讀數(shù)為 2.4 V 則電源的電動勢 E _，內(nèi)阻 r ,_.,圖 231,答案：3 V 1 ,1閉合電路歐姆定律：閉合電路中的電流跟電源的電動勢 成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,2表達(dá)式：I,E Rr,.其中 R 為外電路的等效電阻，r 為內(nèi),電阻，E 為電源的電動勢E 表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為 電能本領(lǐng)的物理量，數(shù)值上等于不接用電器時電源兩極間的電 壓E、r 大小由電源確定,3變形式：EU 外U 內(nèi)，EU 外Ir. 4公式的適用范圍,(1)I,E Rr,只適用于外電路為純電阻的閉合回路,(2)EU 外U 內(nèi)與 EU 外Ir 適用于任何閉合電路,【例 1】下列關(guān)于電源的說法，正確的是( ),A電源向外提供的電能越多，表示電動勢越大 B電動勢就是電源兩端的電壓 C電源的電動勢與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動 勢就越大 D電動勢越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本 領(lǐng)越大,解析：電源向外提供的電能除與電動勢有關(guān)之外，還與輸 出的電流、通電時間有關(guān)，故 A 錯誤；只有當(dāng)外電路斷路時， 電動勢才等于電源兩端的電壓，故 B 錯誤；電源的電動勢由電 源自身的性質(zhì)決定，與有無外電路無關(guān)，故選項(xiàng) C 錯誤；電動 勢是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，故選項(xiàng) D 正確 答案：D,題外拓展：(1)電動勢和電壓在數(shù)值上有時相等，但兩者是 不同的概念(2)當(dāng)電路開路時，可以直接用電壓表粗略地測出 電源的電動勢,【觸類旁通】,1關(guān)于閉合電路與電動勢，下列說法正確的是( ),A電源短路時，閉合電路電流為無限大 B電源短路時，電源內(nèi)電壓等于電源電動勢 C電動勢 E 的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特，故 三者本質(zhì)上一樣 D把電壓表直接和電源連接時，電壓表的示數(shù)總是等于 電源電動勢,數(shù)值上才等于電源的電動勢，D錯電源短路時電流為 ，A錯,解析：電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本 領(lǐng)大小的物理量，而電壓是電場中兩點(diǎn)間的電勢差，電動勢與 電壓有著本質(zhì)的區(qū)別，C 錯當(dāng)電源開路時，兩極間的電壓在,E,r,答案：B,【例 2】如圖 232 所示電路中，R1R2R31 ，電 壓表內(nèi)阻很大當(dāng) S 斷開時，電壓表示數(shù)為 0.8 V，當(dāng) S 閉合時， 電壓表示數(shù)為 1 V，求電源的電動勢與內(nèi)阻,圖 232,【觸類旁通】 2某電池當(dāng)外電路斷開時的路端電壓為 3 V，接上 8 的 負(fù)載電阻后其路端電壓變?yōu)闉?2.4 V，則可以判定該電池的電動,勢 E 和內(nèi)電阻 r 為( ),AE2.4 V，r1 CE2.4 V，r2 ,BE3.0 V，r2 DE3.0 V，r1 ,解析：當(dāng)電路斷開時的路端電壓等于電源電動勢大小，即 E3 V再由題意知，當(dāng) R8 時，U 外2.4 V，即回路電流,為 I,2.4 8,A0.3 AEU 內(nèi)U 外U 外Ir，解得 r2 .,B,知識點(diǎn) 2 路端電壓的變化規(guī)律 1閉合電路中外電路兩端的電壓叫_或_；,根據(jù) UEIrE,Er Rr,可知：當(dāng)外電阻 R 增大時，U_；,當(dāng)外電阻 R 減小時，U_.,外電壓,路端電壓,增大,減小,2“當(dāng)外電路是純電阻時，根據(jù)外電壓 UIR(R 為外電路 的等效電阻)得出電流 I 越大，外電壓 U 也越大；根據(jù) UE Ir 得出電流 I 越大，外電壓 U 越小”為什么得出的結(jié)論不同？ 究竟應(yīng)如何理解外電壓 U 與電流 I 的關(guān)系？,答案：當(dāng)外電路是純電阻時，外電壓 UIR，但當(dāng) R 變化 時，I 也變化，且 R 增大，I 減小，所以不能用 UIR 來判斷 U 的變化，而應(yīng)根據(jù) UIREIr 來分析，即 R 增大，I 減小， U 增大,【例 3】(雙選)如圖 234 所示的是兩個閉合電路中兩個,電源的 UI 圖象，下列說法正確的是( ),A電動勢 E1E2，內(nèi)阻 r1r2 B電動勢 E1E2，內(nèi)阻 r1r2 C電動勢 E1E2，發(fā)生短路時的電流,I1I2,D當(dāng)兩電源的工作電流變化相同時，電源 1 的路端電壓 變化較大,圖 234,答案：AC,【觸類旁通】,3對閉合電路的說法中，錯誤的是( ),A電源短路時，路端電壓等于電動勢 B電源短路時，路端電壓為零 C電源斷路時，路端電壓最大 D外電路的電阻增大時，路端電壓也增大,A,【例 4】(雙選)如圖 236 所示，R1 為定值電阻，R2 為可 變電阻，E 為電源電動勢，r 為電源內(nèi)阻，下列說法正確的是,( ),A當(dāng) R2R1r 時，R2 上獲得最大功率 B當(dāng) R2R1r 時，R1 上獲得最大功率 C當(dāng) R20 時，R1 上獲得最大功率,D當(dāng) R20 時，電源的輸出功率最大,圖 236,解析：求 R2 的電功率時，可將 R1 視為電源內(nèi)阻的一部分， 如圖 237 所示R2 的電功率是等效電源的輸出功率，當(dāng) R2 R1r 時，R2 獲得的電功率最大，A 正確而 R1 的電功率,P1 I2R1，且,I,E R1R2r,，可知，R20 時，R1 獲得的電功率,最大，故 B 錯誤，C 正確在討論電源的輸出功率時，(R1R2) 為外電阻，內(nèi)電阻 r 恒定，由于題目中沒有 給出 R1 和 r 的具體數(shù)值，所以當(dāng) R20 時， 電源的輸出功率并不一定最大，D 錯誤,答案：AC,圖 237,【觸類旁通】 4如圖 238 所示的閉合電路，電源內(nèi)阻不為零，閉合,開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，以下分析正確的是( ),A滑動變阻器的阻值越大，電源的輸出功率越大 B滑動變阻器的阻值越大，電源的總功率越大 C滑動變阻器的阻值越小，電源的輸出 功率越大 D滑動變阻器的阻值越小，電源內(nèi)阻消,耗的功率也越大,圖 238,解析：當(dāng)滑動變阻器的阻值 R 與內(nèi)阻 r 相等時，輸出功率 最大，AC 錯；滑動變阻器的阻值越大，I 越小，電源的總功率 P 總EI 越小，B 錯由 P 內(nèi)I2r 知，P 內(nèi)隨 I 增大而增大，D 對,答案：D,判斷總電流的變化,2閉合電路的動態(tài)問題分析 (1)閉合電路的動態(tài)分析步驟 認(rèn)識電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或 電壓表的測量對象 由局部電阻變化判斷總電阻的變化,由 I,E Rr,據(jù) UEIr 判斷路端電壓的變化 由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分電路電壓 及電流的變化,姆定律I 分析討論變化電阻R上的電壓或電流變化時，不,能用I 進(jìn)行分析，這時應(yīng)根據(jù)總電壓和部分電壓的關(guān)系或干,(2)閉合電路的動態(tài)分析方法,任一電阻增大(減小)，則電路的總電阻增大(減小) 任一電阻增大(減小)，則該電阻兩端的電壓一定會增大,(減小)，而通過該電阻的電流會減小(增大),討論定值電阻上的電壓或電流變化時，可用部分電路歐,U,R,U,R,路電流與各支路電流的關(guān)系進(jìn)行判斷,【例 5】在如圖 239 所示電路中，當(dāng)變阻器 R3 的滑片,P 向 b 端移動時( ),A電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 C電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大 D電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 圖 239,解析：當(dāng) R3 的滑片 P 向 b 端移動時，R 外IU 外 (EIr)，故電壓表示數(shù)減小，R1 兩端的電壓 U1IR1，R2 兩,端的電壓 U2(U外U1)減小，通過 R2 的電流 I2,U2 R2,減小，通,答案：B 總結(jié)：電路的動態(tài)分析應(yīng)該先局部后整體，整體后再局部 先局部是看由于局部的電阻變化而引起的總電阻的變化，然后 看整體的干路電流和路端電壓的變化情況，結(jié)合它們的變化情 況再分析需要求解的物理量的變化,過 R3 的電流 I3(II2)增大，故電流表示數(shù)增大，故 B 正確,【觸類旁通】 5如圖 231