廣東省高中物理第一輪總復(fù)習(xí)-第8章第2講閉合電路歐姆定律及應(yīng)用課件

1、 1.電源、電動(dòng)勢(shì)電源、電動(dòng)勢(shì) 電源是把電源是把轉(zhuǎn)化為電能的裝轉(zhuǎn)化為電能的裝 置置.電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì)E是表征電源將其他形式能量是表征電源將其他形式能量 轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,在數(shù)值上等于電源在數(shù)值上等于電源 沒有接入電路時(shí)兩極間的沒有接入電路時(shí)兩極間的.電動(dòng)勢(shì)由電源電動(dòng)勢(shì)由電源 自身決定自身決定,與外電路無關(guān)與外電路無關(guān). 2.電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻 電流通過電源內(nèi)部時(shí)也受到阻礙作用電流通過電源內(nèi)部時(shí)也受到阻礙作用,阻阻 礙的強(qiáng)弱用礙的強(qiáng)弱用表示表示.電池用久后電池用久后,E會(huì)會(huì) ,r會(huì)會(huì). 其他形式的能其他形式的能 電壓電壓 內(nèi)阻內(nèi)阻r 變小變小變大變大 3.閉合電

2、路歐姆定律的幾種表達(dá)形式閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式(電電 路如圖所示路如圖所示) (1)電流形式電流形式:.說說 明決定電路中電流的因素與明決定電路中電流的因素與 電流大小間的關(guān)系電流大小間的關(guān)系;電流與電電流與電 源電動(dòng)勢(shì)成源電動(dòng)勢(shì)成,與電路與電路 成反比成反比.此式只適用于此式只適用于 外電路為外電路為電路的情形電路的情形. E I Rr 正比正比 總電阻總電阻 純電阻純電阻 (2)電壓形式電壓形式:E=U外 外+U內(nèi)內(nèi),或 或E=U外 外+Ir等 等. 它表明電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、它表明電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、 外電壓之和外電壓之和,此形式對(duì)外電路此形式對(duì)外電路.

3、(3)功率形式功率形式:IE=IU外 外+IU內(nèi)內(nèi),或 或IE=IU外 外+I2r. 無要求無要求 4.路端電壓與電流的關(guān)系路端電壓與電流的關(guān)系 閉合電路歐姆定律可變閉合電路歐姆定律可變 形為形為U=E-Ir,E和和r可以認(rèn)為是可以認(rèn)為是 不變的不變的,由此可以作出電源的由此可以作出電源的 路端電壓路端電壓U與總電流與總電流I的關(guān)系的關(guān)系 圖線圖線,如圖所示如圖所示. 依據(jù)公式或圖線可知依據(jù)公式或圖線可知: (1)路端電壓隨總電流的增大而減小路端電壓隨總電流的增大而減小; (2)電流為零時(shí)電流為零時(shí),即外電路斷路時(shí)的路端電壓即外電路斷路時(shí)的路端電壓 等于電動(dòng)勢(shì)等于電動(dòng)勢(shì),在圖象中在圖象中,UI

4、圖象在縱軸上的截距圖象在縱軸上的截距 表示電動(dòng)勢(shì)表示電動(dòng)勢(shì); (3)路端電壓為零時(shí)路端電壓為零時(shí),即外電路短路時(shí)的電流即外電路短路時(shí)的電流 I0=.圖線斜率的絕對(duì)值在數(shù)值上等于內(nèi)阻圖線斜率的絕對(duì)值在數(shù)值上等于內(nèi)阻r. (4)電源的電源的U一一I圖象反映了電源的特征圖象反映了電源的特征(電動(dòng)電動(dòng) 勢(shì)勢(shì)E、內(nèi)阻、內(nèi)阻r). 5.電源的輸出功率、電源效率電源的輸出功率、電源效率 (1)對(duì)一電源對(duì)一電源(E、r)來說來說,其輸出功率其輸出功率 E r 2 2 2 EE PUIIEI rEr Rr Rr 22 22 4 E RE RrRr r R 當(dāng)當(dāng)R=r,即內(nèi)外電路阻即內(nèi)外電路阻 值相等時(shí)值相等時(shí),

5、電源的輸出功率電源的輸出功率 最大最大,.電源的輸出功電源的輸出功 率隨率隨R的變化規(guī)律可用圖表的變化規(guī)律可用圖表 示示. 2 4 m E P r (2)這時(shí)電源的總功率這時(shí)電源的總功率:P總 總=IE= (3)這時(shí)電源的效率這時(shí)電源的效率: 22 2 EE Rrr 2 2 2 100%100%50%. 4 PEr PrE 出出 總總 主題主題(1)(1)閉合電路歐姆閉合電路歐姆 定律的應(yīng)用定律的應(yīng)用 利用如圖利用如圖8-2-1所所 示電路示電路,可以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)可以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì) 和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻,已知已知R1=R2=R3 = 圖圖8-2-1 1,當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵S斷開時(shí)斷開時(shí),電壓表的讀數(shù)為

6、電壓表的讀數(shù)為0.8V;當(dāng)電當(dāng)電 鍵鍵S閉合時(shí)閉合時(shí),電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為1V;該電源的電動(dòng)該電源的電動(dòng) 勢(shì)和內(nèi)電阻分別是勢(shì)和內(nèi)電阻分別是 V, .0.52 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 (1)當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵S斷開時(shí)斷開時(shí),其等效電其等效電 路如圖甲所示路如圖甲所示. 對(duì)對(duì)R2由部分電路歐姆定律得由部分電路歐姆定律得: 對(duì)全電路對(duì)全電路:E=I1(R1+R2+r), 所 以所 以 E = 0 . 8 ( 2 + r ) 1 2 0.81A0.8A U I R (2)當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵S閉合時(shí)閉合時(shí),其等效電路其等效電路 如圖乙所示如圖乙所示. 對(duì)對(duì)R2: 2 2 1 A1A 1 U I R

7、 對(duì)全電路對(duì)全電路:E=I2(R外 外+r) 對(duì)外電路對(duì)外電路:R外 外=R并并+R2=1.5 所以所以E=1(1.5+r) 由聯(lián)立得由聯(lián)立得:E=2V,r=0.5 在閉合電路的定量計(jì)算中在閉合電路的定量計(jì)算中,一一 般需要列出閉合電路歐姆定律方程般需要列出閉合電路歐姆定律方程,一種電一種電 路狀態(tài)就對(duì)應(yīng)一個(gè)閉合電路歐姆定律方程路狀態(tài)就對(duì)應(yīng)一個(gè)閉合電路歐姆定律方程. 用電動(dòng)勢(shì)為用電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為1.0 的干電池的干電池5節(jié)串聯(lián)節(jié)串聯(lián),給一個(gè)給一個(gè)“6.0V,0.6W”的用電的用電 器供電器供電. (1)求該用電器的額定電流求該用電器的額定電流; (2)若要使該用電器在額定電壓下

8、工作若要使該用電器在額定電壓下工作, 電路中還需要串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻電路中還需要串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻?(提示提示: 串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)之串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)之 和和;串聯(lián)電池組的內(nèi)阻等于各個(gè)電池內(nèi)阻之和串聯(lián)電池組的內(nèi)阻等于各個(gè)電池內(nèi)阻之和) (1)額定電流額定電流I 0 =,解得解得 I0=0.1A. (2)設(shè)設(shè)5節(jié)電池串聯(lián)節(jié)電池串聯(lián),總電動(dòng)勢(shì)為總電動(dòng)勢(shì)為E,總總 內(nèi)阻為內(nèi)阻為r;串聯(lián)的電阻阻值為串聯(lián)的電阻阻值為R,其兩端電壓其兩端電壓 為為U, 則則E=5E0=7.5V,r=5r0=5.0 又又,代入數(shù)據(jù)解代入數(shù)據(jù)解 得得R=10. 0 0 P U

9、 00 0 , U UEI rUR I 主題主題(2)(2)動(dòng)態(tài)直動(dòng)態(tài)直 流電路的分析流電路的分析 (單選單選)電動(dòng)電動(dòng) 勢(shì)為勢(shì)為E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r的電源的電源 與定值電阻與定值電阻R1、 圖圖8-2-2 R2及滑動(dòng)變及滑動(dòng)變 阻器阻器R連接成如圖連接成如圖8-2-2所示的電路所示的電路,當(dāng)滑動(dòng)變當(dāng)滑動(dòng)變 阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)端時(shí),下列說法正確的下列說法正確的 是是() A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C.電壓表讀數(shù)增大電壓表讀數(shù)增大,電流表讀數(shù)減小電流表讀數(shù)減小 D.電壓表讀數(shù)減小電壓表讀

10、數(shù)減小,電流表讀數(shù)增大電流表讀數(shù)增大 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 A 設(shè)滑動(dòng)變阻器的觸頭上部分電設(shè)滑動(dòng)變阻器的觸頭上部分電 阻為阻為x,則電路的總電阻為則電路的總電阻為R總 總= 滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)端時(shí),并聯(lián)并聯(lián) 支路電阻支路電阻x增大增大,故路端電壓變大故路端電壓變大,同時(shí)并聯(lián)同時(shí)并聯(lián) 部分的電壓變大部分的電壓變大,故通過電流表的電流增大故通過電流表的電流增大, 故選項(xiàng)故選項(xiàng)A正確正確. 2 1 2 x R rR xR , (1)動(dòng)態(tài)問題的分析一定要掌握動(dòng)態(tài)問題的分析一定要掌握 分析順序分析順序,一般由局部一般由局部(R的變化的變化)全局全局(R

11、總 總、 、 I總 總、 、U總 總的變化 的變化)局部局部(U分 分、 、I分 分的變化 的變化)來分來分 析推理析推理.(2)熟記熟記:當(dāng)外電路的任何一個(gè)有效當(dāng)外電路的任何一個(gè)有效 電阻增大電阻增大(或減小或減小)時(shí)時(shí),電路的總電阻一定增大電路的總電阻一定增大 (或減小或減小);若開關(guān)的通斷使串聯(lián)的用電器增若開關(guān)的通斷使串聯(lián)的用電器增 多時(shí)多時(shí),總電阻增大總電阻增大.若開關(guān)的通斷使并聯(lián)的支若開關(guān)的通斷使并聯(lián)的支 路增多時(shí)路增多時(shí),總電阻減小總電阻減小. （單選）（單選）如圖如圖 8-2-3所示所示,A、B為相同的為相同的 兩個(gè)燈泡兩個(gè)燈泡,均發(fā)光均發(fā)光,當(dāng)變阻器當(dāng)變阻器 的滑片的滑片P向下

12、端滑動(dòng)時(shí)向下端滑動(dòng)時(shí).則則 ( ) A.A燈變亮燈變亮,B燈變暗燈變暗 B.A燈變暗燈變暗,B燈變亮燈變亮 C.A、B燈均變暗燈均變暗 D.A、B燈均變亮燈均變亮 圖圖8-2-3 C 滑動(dòng)鍵滑動(dòng)鍵P向下移動(dòng)向下移動(dòng),變阻器電阻減變阻器電阻減 小小,外電路總電阻減小外電路總電阻減小,根據(jù)根據(jù)I=,電路總電電路總電 流增大流增大,根據(jù)根據(jù)U=E-Ir,路端電壓變小路端電壓變小,燈燈A變暗變暗, 則流過則流過R的總電流增大的總電流增大,R兩端電壓也增大兩端電壓也增大,燈燈 B兩端電壓則減小兩端電壓則減小,燈燈B變暗變暗,選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確. E Rr 主題主題(3)(3)電路故障分析電路故障分析 （

13、單選）（單選）用電壓用電壓 表檢查圖表檢查圖8-2-4所示電路中所示電路中 的故障的故障,測(cè)得測(cè)得 Uab=5.0V,Uad=5.0V,Uac=5.0 V,則此故障可能是則此故障可能是() 圖圖8-2-4 A.L斷路斷路B.R斷路斷路 C.R斷路斷路D.S斷路斷路 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 B 用電壓表檢查電路時(shí)用電壓表檢查電路時(shí),如電壓表有如電壓表有 示數(shù)示數(shù),則表明電壓表跨接的電路部分之外無斷則表明電壓表跨接的電路部分之外無斷 路或跨接的電路之內(nèi)無短路路或跨接的電路之內(nèi)無短路,由由Uab=Uac =5.0V,可以判斷可以判斷R斷路斷路. 故障分析的方法是故障分析的方法是:一般檢測(cè)故

14、障一般檢測(cè)故障 用電壓表用電壓表.如果電壓表示數(shù)為零如果電壓表示數(shù)為零,說明電壓表說明電壓表 上無電流通過上無電流通過,可能在并聯(lián)路段之外有斷路可能在并聯(lián)路段之外有斷路, 或并聯(lián)路段有短路或并聯(lián)路段有短路.如果電壓表有示數(shù)如果電壓表有示數(shù),說明說明 電壓表有電流通過電壓表有電流通過,則在并聯(lián)路段之外無斷路則在并聯(lián)路段之外無斷路, 或并聯(lián)路段無短路或并聯(lián)路段無短路. （單選）（單選）有有 三個(gè)電阻串聯(lián)三個(gè)電阻串聯(lián),如圖如圖8-2-5 所示所示,安培表是完好的安培表是完好的,合合 上電鍵上電鍵S后后,發(fā)現(xiàn)安培表發(fā)現(xiàn)安培表 的示數(shù)為零的示數(shù)為零,在不拆開電在不拆開電 路的前提下路的前提下,通過通過

15、圖圖8-2-5 伏特表測(cè)量各連接點(diǎn)的電壓值伏特表測(cè)量各連接點(diǎn)的電壓值,可判斷故可判斷故 障原因障原因.伏特表測(cè)量數(shù)據(jù)為伏特表測(cè)量數(shù)據(jù)為Uab=Ucd=0,則該電則該電 路的故障原因是路的故障原因是() A.R1斷路斷路B.R2斷路斷路 C.R3斷路斷路D.R1、R2、R3均斷路均斷路 B 由安培表的示數(shù)為由安培表的示數(shù)為 零可知零可知,電路一定有某處斷路電路一定有某處斷路.由由 Uab=0可知可知,斷點(diǎn)可能為斷點(diǎn)可能為R2或或R3;由由 Ucd=0可知可知,斷點(diǎn)可能為斷點(diǎn)可能為R1或或R2;綜綜 合上述可知合上述可知R2斷路斷路. 主主題題(4)(4)含電容器的電路含電容器的電路 如圖如圖8-

16、2-6所示所示,E= 10V,r=1,R1=R3=5,R2=4C =100F.當(dāng)當(dāng)S斷開時(shí)斷開時(shí),電容器中電容器中 帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài). 求求: 圖圖8-2-6 , (1)S閉合后閉合后,帶電粒子加速度的大小和帶電粒子加速度的大小和 方向方向; (2)S閉合后流過閉合后流過R3的總電荷量的總電荷量. 含電容器的電路處理含電容器的電路處理 (1)開始帶電粒子恰好處于靜止開始帶電粒子恰好處于靜止 狀態(tài)狀態(tài),必有必有qE=mg且且qE豎直向上豎直向上.S閉合后閉合后, 平衡關(guān)系被打破平衡關(guān)系被打破. S斷開斷開,帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài), 設(shè)電容

17、器兩極板間距離為設(shè)電容器兩極板間距離為d, 有有 S閉合后閉合后, 設(shè)帶電粒子加速度為設(shè)帶電粒子加速度為a,則則qUC/d- mg=ma,解得解得a=g,方向豎直向上方向豎直向上. 2 12 4V,/. CC R UEqUdmg RRr 2 2 8V C R UE Rr (2)S閉合后閉合后,流過流過R3的總電荷量等于的總電荷量等于 電容器上電荷的增加量電容器上電荷的增加量,所以所以Q=C(UC- UC)=410-4C. 解這類題目除了要理解電學(xué)解這類題目除了要理解電學(xué) 中有關(guān)概念和基本規(guī)律外中有關(guān)概念和基本規(guī)律外,還要注意加強(qiáng)分還要注意加強(qiáng)分 析電場(chǎng)力的意識(shí)析電場(chǎng)力的意識(shí). (單選單選)在圖

18、在圖827所示電所示電 路中路中,開關(guān)開關(guān)S1、S2、S3、S4均閉合均閉合,C是是 極板水平放置的平行板電容器極板水平放置的平行板電容器,板間懸板間懸 浮著一油滴浮著一油滴P,斷開哪一開關(guān)后斷開哪一開關(guān)后P會(huì)向下會(huì)向下 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)() AS1 BS2 CS3 DS4 圖圖8-2-7 C 電路中與電容器串聯(lián)電路中與電容器串聯(lián) 的的R1與與R2無電流通過無電流通過,僅起僅起“導(dǎo)線導(dǎo)線” 作用作用,故電容器極板間的電壓就是故電容器極板間的電壓就是 R3兩端的電壓兩端的電壓;題中要求斷開某一題中要求斷開某一 電鍵后電鍵后,油滴向下運(yùn)動(dòng)油滴向下運(yùn)動(dòng),就是要降低就是要降低 兩極板間的電壓兩極板間的電壓 當(dāng)

19、斷開當(dāng)斷開S1后后,電阻電阻R2仍使電仍使電 容器極板保持原來的連接容器極板保持原來的連接,即極板間即極板間 電壓不變電壓不變,油滴仍靜止油滴仍靜止 當(dāng)斷開當(dāng)斷開S2后后,電容器兩極板間的電容器兩極板間的 電壓升至電源電動(dòng)勢(shì)電壓升至電源電動(dòng)勢(shì),油滴向上運(yùn)動(dòng)油滴向上運(yùn)動(dòng) 當(dāng)斷開當(dāng)斷開S3后后,即切斷了電源即切斷了電源,電容電容 器通過電阻器通過電阻R1、R2、R3放電放電,極板電壓降極板電壓降 低低,最后降為零最后降為零,油滴向下運(yùn)動(dòng)油滴向下運(yùn)動(dòng) 當(dāng)斷開當(dāng)斷開S4后后,電容器所充電量不電容器所充電量不 變變,兩極板間電壓不變兩極板間電壓不變,油滴仍保持靜止油滴仍保持靜止 如 圖如 圖 8 - 2 - 8 所 示 電所 示 電 路路, ,E=10V, ,R1=4 , ,R2=6 , ,電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻 不計(jì)不計(jì), ,C1=C2=30F.先閉合開關(guān)先閉合開關(guān)S, ,待待 電路穩(wěn)定后再斷開電路穩(wěn)定后再斷開S, ,求斷開求斷開S后通過后通過 電阻電阻R1的電荷量的電荷量 圖圖8-2-8 S閉合時(shí)閉合時(shí) 由于由于C2被被S短路短路,其兩端電壓其兩端電壓 .S 斷斷 開時(shí)開時(shí),由于電路中無電流由于電路中無電流,故故 電容器電容器C2上增加的電荷量為上增加的電荷量為: 電容器電容器C1上增加的電荷量