高考物理總復習 第7章 2講 閉合電路歐姆定律課件 新人教版.ppt

第二講閉合電路歐姆定律 1 理解閉合電路及電動勢的意義 2 會運用閉合電路歐姆定律進行有關問題的分析與計算 3 理解閉合電路路端電壓與電流的關系及圖象 一 電動勢1 概念 電動勢是電源把正電荷從負極送到正極非靜電力所做的功和移送電荷量的比值 e 表征的是做功的本領 2 物理意義 反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領大小 在數(shù)值上等于非靜電力把1c的正電荷在電源內(nèi)從負極送到正極 非靜電力 所做的功 電動勢由電源中非靜電力的特性決定 跟電源的體積無關 也跟外電路無關 二 閉合電路的歐姆定律1 閉合電路的幾個名詞 1 外電路和內(nèi)電路 閉合電路由兩部分組成 一部分是的電路 叫外電路 另一部分是的電路 叫內(nèi)電路 2 外電阻和內(nèi)電阻 略 電源外部 電源內(nèi)部 2 閉合電路的歐姆定律 1 定律表述 閉合電路中的和成正比 跟成反比 這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律 2 表達式 常用表達式 u e ir 電流 電源的電動勢 內(nèi) 外電路的電阻之和 閉合電路上 沿電流的流向 電勢如何變化 提示 在內(nèi)電路上 沿電流方向電勢逐漸升高 在外電路上 沿電流方向電勢逐漸降低 三 路端電壓u隨外電阻r變化的討論電源的電動勢和內(nèi)電阻是由電源本身決定的 不隨外電路電阻的變化而改變 而電流 路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的 1 外電路的電阻增大時 i 路端電壓 2 外電路斷開時 r 路端電壓u 3 外電路短路時 r 0 路端電壓u i 短路電流 減小 升高 e 0 短路電流由電源電動勢和內(nèi)阻共同決定 由于r一般很小 短路電流往往很大 極易燒壞電源或線路而引起火災 四 路端電壓跟電流強度的關系路端電壓跟電流強度的關系是u e ir 用圖象表示如圖所示 由圖知 路端電壓隨電流的增加而減小 其函數(shù)關系是線性關系 此圖象的物理意義是 1 圖線與縱軸的交點對應的電壓等于電源的 2 圖線斜率大小代表電源的內(nèi)阻r 內(nèi)阻越大 直線傾斜得越厲害 內(nèi)阻趨近于時 直線趨近于跟橫軸平行 3 圖中u與u 分別表示電流為i1時外電壓和內(nèi)電壓 從圖象可以看出 i增大時 外電壓u減小 內(nèi)電壓u 增大 但二者之和保持不變 4 圖中im代表短路電流 im 電動勢e 零 一 直流電路的動態(tài)分析根據(jù)歐姆定律及串 并聯(lián)電路的性質(zhì) 來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學量的變化情況 常見方法如下 1 程序法 基本思路是 部分 整體 部分 即從阻值變化的部分入手 由串 并聯(lián)規(guī)律判斷r總的變化情況 再由歐姆定律判斷i總和u端的變化情況 最后由部分電路歐姆定律判斷各部分物理量的變化情況 其一般思路為 閉合電路的電源電動勢為e 內(nèi)阻為r 如圖所示 閉合電鍵s 當滑動變阻器的滑片p從右端滑到左端時 下列說法中正確的是 a 小燈泡l1 l3變亮 l2變暗b 小燈泡l3變暗 l1 l2變亮c 電壓表v1示數(shù)變化量較小d 電壓表v2示數(shù)變化量較小 錯源探究 對動態(tài)分析的程序不熟悉 方法不熟練造成錯誤 錯因分析 錯解1沒有按正常程序進行分析 認為當滑動變阻器的滑片p從右端滑到左端時 其阻值減小 則l1變亮 兩端電壓升高 l3變亮 則l2兩端電壓降低 變暗 錯選a項 錯解2不根據(jù)閉合電路歐姆定律進行定量分析和計算 由電阻減小 電流增大判斷 v1的示數(shù)u1 ir v2的示數(shù)u2 ir2 電流的增加量相同 而l3 l1與滑動變阻器部分總電阻r減小 r2不變 因此電壓表v1的示數(shù)變化量比較小 錯選c 正確解答 當滑動變阻器的滑片p從右端滑到左端時 并聯(lián)電路總電阻減小 局部 總電流i增大 路端電壓u減小 整體 干路電流增大 則l2變亮 與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡l1電流增大 變亮 與滑動變阻器并聯(lián)的燈泡l3電壓u3 u u2 u減小 u2增大 則u3減小 l3變暗 u1減小 u2增大 而路端電壓u u1 u2減小 所以u1的變化量大于u2的變化量 答案 bd a i1增大 i2不變 u增大b i1減小 i2增大 u減小c i1增大 i2減小 u增大d i1減小 i2不變 u減小答案 b 二 含容電路的分析1 簡化電路時可以把電容器處電路作為斷路 簡化電路時可以去掉 在求電荷量時在相應位置補上 2 電路穩(wěn)定后 與電容器同支路的電阻相當于導線 3 電路中電流 電壓的變化可能會引起電容器的充放電 若電容器兩端電壓升高 電容器將充電 若電壓降低 電容器將通過與它連接的電路放電 可由 q c u計算電容器上電荷量的變化 4 在直流電路中 如果串聯(lián)或并聯(lián)了電容器應該注意 在與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流 所以電阻不起降低電壓作用 但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差 如果電容器與電源并聯(lián) 電路中有電流通過 電容器兩端的充電電壓不是電源電動勢e 而是路端電壓u 5 在含容電路中 當電路發(fā)生變化時 除了要判斷和計算電容器兩端的電壓外 還必須要判斷電容器極板上極性的變化 防止出現(xiàn)電容器先放電后反向充電的現(xiàn)象 友情提示 在分析含容電路中電容器變化時很重要是分析電容器電壓變化情況 若電容器與某一用電器并聯(lián) 則電容器電壓與該用電器兩端電壓相同 也可以根據(jù)電勢的變化來判斷電容器兩端電壓 如圖所示的電路中 兩平行金屬板a b水平放置 兩板間的距離d 40cm 電源電動勢e 24v 內(nèi)電阻r 1 電阻r 15 閉合開關s 待電路穩(wěn)定后 將一帶正電的小球從b板小孔以初速度v0 4m s豎直向上射入板間 若小球帶電荷量為q 1 10 2c 質(zhì)量為m 2 10 2kg 不考慮空氣阻力 那么 滑動變阻器接入電路的阻值為多大時 小球恰能到達a板 取g 10m s2 思維點撥 2 如圖所示電路中 電源電動勢為e 內(nèi)阻為r 電阻r3為定值電阻 r1 r2為滑動變阻器 a b為電容器兩個水平放置的極板 當滑動變阻器r1 r2的滑動觸頭處于圖示位置時 a b兩板間的帶電油滴靜止不動 則下列說法中正確的是 a 把r2的觸頭向右緩慢移動時 油滴向下運動b 把r1的觸頭向右緩慢移動時 油滴向上運動c 緩慢增大極板a b間的距離 油滴靜止不動d 緩慢減小極板a b的正對面積 油滴向上運動解析 因為滑動變阻器r2與平行板電容器串聯(lián) 故無論r2變大還是變小 電容器兩極板間的電壓都等于路端電壓 故選項a錯誤 當滑動變阻器r1的觸頭向右移動時 接入電路的電阻變大 則電路的總電阻變大 電流變小 內(nèi)電壓變小 路端電壓變大 電容器兩極板間的電壓變大 所以電場力變大 油滴向上運動 故選項b正確 答案 b 三 電路故障分析1 故障特點 1 斷路特點 電路中發(fā)生斷路 表示為電源電壓不為零而電流為零 若外電路中無用電器的任意兩點間電壓不為零 則這兩點間有斷點 而這兩點與電源連接部分無斷點 2 短路特點 若外電路中發(fā)生短路 表現(xiàn)為有電流通過電路而電壓為零 2 故障的分析方法這類題目要從已知條件出發(fā) 進行嚴密地推理 找出故障的原因 具體分為兩種方法 1 儀器檢測法 斷路故障的判斷 用電壓表與電源并聯(lián) 若有電壓 再逐段與電路并聯(lián) 若電壓表指針偏轉(zhuǎn) 則該段電路中有斷點 短路故障的判斷 用電壓表與電源并聯(lián) 若有電壓 再逐段與電路并聯(lián) 若電壓表示數(shù)為零 則該電路被短路 若電壓表示數(shù)不為零 則該電路沒有被短路或不完全被短路 2 假設法已知電路發(fā)生某種故障 尋求故障發(fā)生在何處時 可將整個電路劃分為若干部分 然后假設某部分電路發(fā)生故障 運用歐姆定律進行正向推理 推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合 則故障不是發(fā)生在這部分電路 若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合 則故障可能發(fā)生在這部分電路 用此方法 直到找出發(fā)生故障的全部可能為止 如圖所示的電路中 燈泡a和b都是正常發(fā)光的 忽然燈泡b比原來變暗了一些 而燈泡a比原來變亮了一些 試判斷電路中什么地方出現(xiàn)了斷路故障a r1b r2c r3d 電燈b 規(guī)律解答 先假設r1所在支路斷路 則外電路總電阻增大 a b兩燈的電壓均增大 兩燈消耗的電功率也增大 兩燈都應變亮 這與題設現(xiàn)象不符合 可見r1支路完好 再假設r2所在支路斷路 則a燈所在的并聯(lián)支路的電阻增大 導致外電路總電阻增大 干路中總電流i總減小 電源的路端電壓u增大 則流過r1的電流i1增大 答案 b 方法歸納 電路的故障分析電路出現(xiàn)的故障有兩個原因 短路 斷路 包括接線斷路或者接觸不良 電器損壞等情況 一般檢測故障用電壓表如果電壓表示數(shù)為0 說明電壓表上無電流通過 可能在并聯(lián)路段之外有斷路 或并聯(lián)段內(nèi)有短路 如果電壓表有示數(shù) 說明電壓表上有電流通過 則在并聯(lián)段之外無斷路 或并聯(lián)段內(nèi)無短路 3 如圖所示 電源電動勢為6v 當開關接通時 燈泡l1和l2都不亮 用電壓表測得各部分電壓是uad 0 ucd 6v uab 6v 由此可判定 a l1和l2的燈絲都斷了b l1的燈絲斷了c l2的燈絲斷了d 變阻器r斷路 解析 由uab 6v 可知電源完好 燈泡都不亮 說明電路中出現(xiàn)斷路故障 且在外電路a b之間 由ucd 6v可知 燈泡l1與變阻器r是導通的 斷路故障出現(xiàn)在c d之間 故l2斷路 c對 答案 c 在如圖所示電路中 閉合電鍵s 當滑動變阻器的滑片p向下滑動時 四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化 電表的示數(shù)分別用i u1 u2和u3表示 電表示數(shù)變化量的大小分別用 i u1 u2和 u3表示 下列比值正確的是 答案 ac 如圖所示電路中 r1 4 r2 6 電源內(nèi)阻不可忽略 當開關s2閉合時 理想電流表a的示數(shù)為3a 則當開關s2斷開時 電流表示數(shù)可能為a 3 2ab 2 1ac 1 2ad 0 8a 答案 b 如圖所示 e 10v c1 c2 30 f r1 4 0 r2 6 0 電池內(nèi)阻可忽略 先閉合開關s 待電路穩(wěn)定后 再將s斷開 則斷開s后流過r1的電荷量為多少 uc2 0 uc1 ir2 1 0 6 0v 6 0v 電容器c1極板帶電荷量q1 c1uc1 30 10 6 6 0c 1 8 1