3 閉合電路歐姆定律

1、§3 閉合電路歐姆定律（1）教學(xué)目標(biāo)：1掌握閉合電路歐姆定律，并能應(yīng)用其解決有關(guān)問題；2掌握路端電壓和外電路電阻的關(guān)系，掌握討論電路結(jié)構(gòu)變化題的一般方法3掌握閉合電路的U-I圖象+ + RE rIRV1V2+探針教學(xué)重點：閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用教學(xué)難點：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用教學(xué)方法：講練結(jié)合，計算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程：一、電動勢閉合電路歐姆定律創(chuàng)新設(shè)計 P115。1.主要物理量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個是常量，后三個是變量。閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：E=U外+U內(nèi) （I、R間關(guān)系）U=E-Ir（U、I間關(guān)系）（U、R間關(guān)系）從式看出：當(dāng)外電路斷開時（

2、I = 0），路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動勢（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時（R = 0，因而U = 0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會把電源燒壞）。電動勢與路端電壓的比較：U/VI/Ao2015105ab【例1】創(chuàng)新設(shè)計P115應(yīng)用1 2. 閉合電路的U-I圖象。Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。?b的斜率的絕對值表示外電阻的大?。划?dāng)兩個斜率相等

3、時（即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）?！纠?】 如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0，則這只定值電阻的阻值為_。現(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中，輸出功率最大時是_W。3.動態(tài)變化電路的討論。創(chuàng)新設(shè)計P116【例3】創(chuàng)新設(shè)計P116【例1】【例4】 如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r當(dāng)滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別

4、為U1和U2，下列說法中正確的是 V2V1L1L2L3PA.小燈泡L1、L3變暗，L2變亮 B.小燈泡L3變暗，L1、L2變亮C.U1<U2 D.U1>U24.滑動變阻器的兩種特殊接法。a bPE rA1 A A2在電路圖中，滑動變阻器有兩種接法要特別引起重視：RXa bUPIIXI /r右圖電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑向b端的過程中，到達(dá)中點位置時外電阻最大，總電流最小。所以電流表A的示數(shù)先減小后增大；可以證明：A1的示數(shù)一直減小，而A2的示數(shù)一直增大。右圖電路中，設(shè)路端電壓U不變。當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑向b端的過程中，總電阻逐漸減小；總電流I逐漸增大；RX

5、兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大（這是實驗中常用的分壓電路的原理）；滑動變阻器r左半部的電流I / 先減小后增大。R1R2RPa bL【例5】 如圖所示，電路中ab是一段長10 cm，電阻為100的均勻電阻絲。兩只定值電阻的阻值分別為R1=80和R2=20。當(dāng)滑動觸頭P從a端緩慢向b端移動的全過程中燈泡始終發(fā)光。則當(dāng)移動距離為_cm時燈泡最亮，移動距離為_cm時燈泡最暗。§3 閉合電路歐姆定律（2）5電源的功率和效率。創(chuàng)新設(shè)計P118【例1】創(chuàng)新設(shè)計P118應(yīng)用1【例2】創(chuàng)新設(shè)計P118應(yīng)用2【例3】創(chuàng)新設(shè)計P11【例1】【例4】創(chuàng)新設(shè)計P11【例2】6.黑盒問題。如果黑盒內(nèi)只

6、有電阻，分析時，從阻值最小的兩點間開始?！纠?】 如圖所示，黑盒有四個接線柱，內(nèi)有4只阻值均為6的電阻，每只電阻都直接與接線柱相連。測得Rab=6，Rac=Rad=10。Rbc=Rbd=Rcd=4，試畫出黑盒內(nèi)的電路。a cb d二、綜合例析【例6】如圖所示的電路中，定值電阻R=3 ，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電源內(nèi)、外電路消耗的功率之比為13；當(dāng)開關(guān)S閉合時，內(nèi)、外電路消耗的功率之比為11.求開關(guān)S閉合前和閉合后，燈泡L上消耗的功率之比（不計燈泡電阻的變化）.【例7】在如圖所示的電路中，R1=2 ，R2=R3=4 ，當(dāng)電鍵K接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)電鍵K接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V，試

7、求：（1）電鍵K接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；（2）電源的電動勢和內(nèi)電阻；（3）當(dāng)電鍵K接c時，通過R2的電流.【例8】在如圖所示的電路中，電源的電動勢E=3.0 V，內(nèi)阻r=1.0 ；電阻R1=10 ，R2=10 ，R3=30 ，R4=35 ；電容器的電容C=100 F.電容器原來不帶電.求接通電鍵K后流過R4的總電量.針對訓(xùn)練1. 關(guān)于閉合電路，下列說法中正確的是A.閉合電路中，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，電源的路端電壓越大，電源的輸出功率就越大C.閉合電路中，電流越大，電源的路端電壓就越大D.閉合電路中，外電阻越大，電源的路端電壓就越大2. 用電動勢為

8、E、內(nèi)阻為r的電源對外電路供電，下列判斷中正確的是電源短路時，路端電壓為零，電路電流達(dá)最大值 外電路斷開時，電路電壓為零，路端電壓也為零 路端電壓增大時，流過電源的電流一定減小 路端電壓增大時，電源的效率一定增大A.B.C.D.3.如圖1302所示，直線A為電源的UI圖線，直線B為電阻R的UI圖線，用該電源和電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電路的總功率分別是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W4.如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線.拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線.若A、B的橫坐標(biāo)為1 A，那么AB

9、線段表示的功率等于A.1 WB.3 WC.2 WD.2.5 W5.在如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r .設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U .當(dāng)R3滑動觸點向圖中a端移動，則A.I變大，U變小 B.I變大，U變大C.I變小，U變大 D.I變小，U變小6.調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大U，在這個過程中A.通過R1的電流增加，增加量一定等于U/R1B.R2兩端的電壓減小，減少量一定等于UC.通過R2的電流減小，但減少量一定小于U/R2D.路端電壓增加，增加量一定等于U7.某閉合電路的路端電壓U隨外電阻R變化的圖線如圖

10、所示，則電源的電動勢為_，內(nèi)電阻為_，當(dāng)U=2 V時，電源的輸出功率為_.8.在如圖所示的電路中，電源的內(nèi)阻不可忽略不計，已知R1=10 ，R2=8 .S與1連接時，電流表的示數(shù)為0.2 A；將S切換到2時，可以確定電流表的讀數(shù)范圍是_.9.如圖所示，電路中電阻R1=8 ，R2=10 ，R3=20 ，電容器電容C=2 F，電源電動勢E=12 V，內(nèi)電阻r不計，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動變阻器的阻值R由2 變至22 的過程中，通過A2的電荷量是_，A1的讀數(shù)變化情況是_（選填“增大”“減小”“先增后減”“先減后增”）.10.如圖所示，變阻器R2的最大電阻是10 ，R3=5 ，電源的內(nèi)電阻r=1 ，當(dāng)電鍵

11、S閉合，變阻器的滑片在中點位置時，電源的總功率為16 W，電源的輸出功率為12 W.此時電燈R1正常發(fā)光，求：（1）電燈阻值R1是多少?（設(shè)R1阻值恒定不變）（2）當(dāng)電鍵S斷開時，要使電燈正常工作，應(yīng)使變阻器的電阻改變多少?11（12分）如圖13011所示的電路中，電源由6個電動勢E0=1.5 V、內(nèi)電阻r0=0.1 的電池串聯(lián)而成；定值電阻R1=4.4 ，R2=6 ，R2允許消耗的最大電功率為Pm=3.375 W，變阻器開始接入電路中的電阻R3=12 ，求：（1）開始時通過電池的電流多大?電源的輸出功率多大?（2）要使R2實際消耗的功率不超過允許的最大值，可變電阻R3的取值范圍是什么?12（

12、12分）“加速度計”作為測定物體加速度的儀器，已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制導(dǎo)中，如圖所示是“應(yīng)變式加速度計”的原理圖.支架A、B固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在A、B間的水平光滑桿上，并用輕彈簧固接于支架A上，其下端的滑動臂可在滑動變阻器上自由滑動.隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動，滑塊相對于支架發(fā)生位移，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號從1、2兩接線柱輸出.已知滑塊質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，滑動變阻器總阻值R=4r，有效總長度為L.當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時，滑動臂P位于滑動變阻器的中點，且1、2兩接線柱輸出的電壓U0=0.4E.取AB方向為參考正方向.（1）寫出待測系

13、統(tǒng)沿AB方向做變速運(yùn)動的加速度a與1、2兩接線柱間的輸出電壓U間的關(guān)系式.（2）確定該“加速度計”的測量范圍.§3 閉合電路歐姆定律（3）三、電路故障問題的分類解析1.常見的故障現(xiàn)象斷路：是指電路兩點間（或用電器兩端）的電阻無窮大，此時無電流通過，若電源正常時，即用電壓表兩端并聯(lián)在這段電路（或用電器）上，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該段電路斷路，如電路中只有該一處斷路，整個電路的電勢差全部降落在該處，其它各處均無電壓降落（即電壓表不偏轉(zhuǎn)）。短路:是指電路兩點間（或用電器兩端）的電阻趨于零，此時電路兩點間無電壓降落，用電器實際功率為零（即用電器不工作或燈不亮，但電源易被燒壞）2.檢查電路故障的常用

14、方法電壓表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時，可以用電壓表測量各部分電路上的電壓，通過對測量電壓值的分析，就可以確定故障。在用電壓表檢查時，一定要注意電壓表的極性正確和量程符合要求。電流表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時，可以用電流表測量各部分電路上的電流，通過對測量電流值的分析，就可以確定故障。在用電流表檢查時，一定要注意電流表的極性正確和量程符合要求。歐姆表檢查法：當(dāng)電路中斷開電源后，可以利用歐姆表測量各部分電路的電阻，通過對測量電阻值的分析，就可以確定故障。在用歐姆表檢查時，一定要注意切斷電源。試電筆檢查法：對于家庭用電線路，當(dāng)出現(xiàn)故障時，可以利用試電筆進(jìn)行檢查。在用試電筆檢查電路時，一定要用手接觸試

15、電筆的上金屬體。R1R21056VFabc3.常見故障電路問題的分類解析（1）給定可能故障現(xiàn)象，確定檢查方法：【例1】（97年高考試題）在如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的，為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先將萬用表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察萬用表指針的示數(shù)，在下列選檔中，符合操作規(guī)程的是：A直流10V擋； B直流0.5A擋；C直流2.5V擋； D歐姆擋。【例2】（2000年全國高考試題）如圖所示為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、b與220V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連

16、接一個電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為220V。由此可知：（A）ab間電路通，cd間電路不通（B）ab間電路不通，bc間電路通（C）ab間電路通，bc間電路不通（D）bc間電路不通，cd間電路通【例3】（2000年上海高考試題）某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實驗，實驗時該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時測得各電表的示數(shù)如下表所示：序號A1示數(shù)（A）A2示數(shù)（A）V1示數(shù)（V）V2示數(shù)（V）10.600.302.401.2020.440.322.560.48將電壓表內(nèi)阻看作無限大，電流表內(nèi)阻看作零。電路中E，分別為電源的電動勢和

17、內(nèi)阻，為定值電阻，在這五個物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量是（不要求具體計算） 。由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了（但不為零），若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是 ?！纠?】（2001年上海高考試題）如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是：AR1L1L2R2R3R4（A）R1斷路 （B）R2斷路（C）R3短路 （D）R4短路【例5】某居民家中的電路如圖6所示，開始時各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常發(fā)光拔出電飯煲的插頭，把試電筆分別插入插座的左、右插孔，氖管均能發(fā)光，則： A僅電熱壺所在的C、D兩點間發(fā)生了斷路故障B僅電熱壺所在的C、D兩點間發(fā)生了短路故障C僅導(dǎo)線AB間斷路D因為插座用導(dǎo)線接地，所以發(fā)生了上述故障ABR3R2R1U【例6】如圖所示，燈泡A和B都正常發(fā)光，R