高考(2017年)物理總復(fù)習(xí)閉合電路歐姆定律(課件)

1、閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)課課 前前 熱熱 身身能力能力思維思維方法方法延伸延伸拓展拓展要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)1.1.電源電源 (1)(1)電源是一種把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝電源是一種把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置，能使其兩極間有電壓置，能使其兩極間有電壓. . (2) (2)電源的電動勢電源的電動勢E E 數(shù)值上等于電源未接入電路數(shù)值上等于電源未接入電路( (即斷路即斷路) )時兩極間時兩極間電壓，電壓，E=UE=U斷斷，單位：伏，單位：伏. . 電動勢是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的電動勢是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，只由電源本身

2、結(jié)構(gòu)特性決定，與電本領(lǐng)的物理量，只由電源本身結(jié)構(gòu)特性決定，與電路無關(guān)路無關(guān) 電源提供的電能電源提供的電能W=qE=IEtW=qE=IEt，總功率，總功率P P總總=IE.=IE.要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)2.2.電路電路 (1)(1)內(nèi)電路：電源兩極內(nèi)電路：電源兩極( (不含兩極不含兩極) )以內(nèi)，電流從電源以內(nèi)，電流從電源內(nèi)部通過時形成的通路，該通路上也有電阻被稱為內(nèi)電內(nèi)部通過時形成的通路，該通路上也有電阻被稱為內(nèi)電阻阻r r 內(nèi)電壓：內(nèi)電路內(nèi)電壓：內(nèi)電路( (即內(nèi)電阻即內(nèi)電阻) )兩端的電壓，兩端的電壓，U U內(nèi)內(nèi)=Ir.=Ir.靠近靠近正極處電勢比靠近負(fù)極處的電勢低，電流由負(fù)極流向正正極處

3、電勢比靠近負(fù)極處的電勢低，電流由負(fù)極流向正極極. . 內(nèi)電路中內(nèi)電阻消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)電路中內(nèi)電阻消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能( (發(fā)熱發(fā)熱)P)P內(nèi)內(nèi)=IU=IU內(nèi)內(nèi)=I=I2 2r.r.要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn) (2) (2)外電路：接在電源兩極外電路：接在電源兩極( (包括兩極包括兩極) )之間的所有元件線之間的所有元件線路總體，這部分的總電阻稱為外電阻路總體，這部分的總電阻稱為外電阻這部分兩端即電源這部分兩端即電源兩極間的電壓稱為外電壓也叫路端電壓兩極間的電壓稱為外電壓也叫路端電壓. .正極電勢比負(fù)極電正極電勢比負(fù)極電勢高，電流由正極流向負(fù)極勢高，電流由正極流向負(fù)極. . 外電路中消耗的電能轉(zhuǎn)

4、化為其他形式的能，輸出功率即外電路中消耗的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，輸出功率即外電路消耗的電功率，外電路消耗的電功率，P P外外=IU=IU外外 供電效率供電效率: : = =P P出出/P/P總總U U外外/E/E 內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的，內(nèi)電路與外電路內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的，內(nèi)電路與外電路的電壓總和一定等于電源的電動勢，的電壓總和一定等于電源的電動勢，U U內(nèi)內(nèi)+U+U外外E E 內(nèi)電路與外電路中消耗的電能之和等于電源把其它形式內(nèi)電路與外電路中消耗的電能之和等于電源把其它形式能轉(zhuǎn)化過來的電能，能轉(zhuǎn)化過來的電能，IUIU內(nèi)內(nèi)+IU+IU外外=IE.=IE.要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考

5、點(diǎn)考點(diǎn)3.3.閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 (1)(1)內(nèi)容：閉合電路的電流與電源電動勢成正比，內(nèi)容：閉合電路的電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比. . (2) (2)公式：公式：I IE/(R+r).E/(R+r). (3) (3)適用條件：純電阻電路適用條件：純電阻電路. .要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)4.4.純電阻閉合電路中變量分析純電阻閉合電路中變量分析 (1)(1)保持不變的量只有電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流、保持不變的量只有電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流、電壓、電功率等都隨外電阻的改變而改變電壓、電功率等都隨外電阻的改變而改變 (2)(2)變

6、化關(guān)系：變化關(guān)系： 電流電流I=E/(R+r).I=E/(R+r). 內(nèi)電壓內(nèi)電壓U U內(nèi)內(nèi)Ir=Er/(R+r).Ir=Er/(R+r). 外電壓外電壓U U外外E-Ir.E-Ir. 總功率總功率P P總總IE.IE.要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn) 輸出功率輸出功率:P:P出出=I=I2 2R=R= 供電效率供電效率: : = =R/(R+r).R/(R+r). 由以上各式可看出當(dāng)外電阻由以上各式可看出當(dāng)外電阻R R增大時，電流減小，內(nèi)增大時，電流減小，內(nèi)電壓電壓U U內(nèi)內(nèi)減小，外電壓減小，外電壓U U外外增大，總功率增大，總功率P P總總減小，效率減小，效率變大變大. . 輸出功率卻不是單調(diào)變化

7、，當(dāng)外電阻輸出功率卻不是單調(diào)變化，當(dāng)外電阻R=rR=r時時P P出出有最大有最大值值E E2 2/4r./4r.rRrRE222要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)(3)(3)路端電壓隨電流變化的路端電壓隨電流變化的U-IU-I圖像，如圖圖像，如圖10-3-110-3-1所示所示. .要點(diǎn)要點(diǎn)疑點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)圖線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)表示電路斷開情況，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)圖線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)表示電路斷開情況，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為電源電動勢為電源電動勢E.E.圖線與橫坐標(biāo)交點(diǎn)表示外電路短路情況，交點(diǎn)橫坐標(biāo)圖線與橫坐標(biāo)交點(diǎn)表示外電路短路情況，交點(diǎn)橫坐標(biāo)為短路電流為短路電流I I短短=E/r.=E/r.圖線斜率值圖線斜率值(tan(tan

8、 ) )表示電源的內(nèi)電阻表示電源的內(nèi)電阻r=r=U/U/I.I.【注意注意】若縱軸的原點(diǎn)不在兩軸交點(diǎn)時，此結(jié)論不成立若縱軸的原點(diǎn)不在兩軸交點(diǎn)時，此結(jié)論不成立課課 前前 熱熱 身身1.1.斷路狀態(tài)和短路狀態(tài)各有什么特點(diǎn)斷路狀態(tài)和短路狀態(tài)各有什么特點(diǎn)? ?【答案答案】斷路：外電阻斷路：外電阻R R外外，外電壓，外電壓U U外外=E,=E,內(nèi)電壓內(nèi)電壓U U內(nèi)內(nèi)=0=0，I=0.I=0. 短路：短路：R R外外=0=0，U U外外=0,U=0,U內(nèi)內(nèi)=E,I=E/r=E,I=E/r很大，但不能說無很大，但不能說無窮大窮大. .課課 前前 熱熱 身身2.2.手電筒里的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時間，燈泡

9、只發(fā)出手電筒里的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時間，燈泡只發(fā)出微弱的光，把它們?nèi)〕鰜?，用電壓表測電壓，電壓表的示數(shù)微弱的光，把它們?nèi)〕鰜恚秒妷罕頊y電壓，電壓表的示數(shù)很接近很接近3V3V，再把它們作為一個臺式電子鐘的電源，電子鐘能，再把它們作為一個臺式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作正常工作下列說法中正確的是下列說法中正確的是(BD)(BD)A.A.這兩節(jié)干電池的電動勢減小了很多這兩節(jié)干電池的電動勢減小了很多B.B.這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻增大了很多這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻增大了很多C.C.這臺電子鐘的額定電壓一定比手電筒里的小燈泡的額定電這臺電子鐘的額定電壓一定比手電筒里的小燈泡的額定電壓小壓小D.D.這臺

10、電子鐘正常工作時，電流一定比手電筒里的小燈泡的這臺電子鐘正常工作時，電流一定比手電筒里的小燈泡的正常工作電流小正常工作電流小課課 前前 熱熱 身身3.3.電源電動勢為電源電動勢為E E，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r r，大致畫出輸出功率隨外電，大致畫出輸出功率隨外電阻的變化關(guān)系圖像阻的變化關(guān)系圖像. .【答案答案】如圖如圖10-3-210-3-2所示所示. .能力能力思維思維方法方法【例例1 1】一太陽能電池板，測得它的開路電壓為一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV800mV，短，短路電流為路電流為400mA400mA，若將該電池板與一阻值為，若將該電池板與一阻值為22的電阻器連的電阻器連成一閉合

11、電路，則它的路端電壓是成一閉合電路，則它的路端電壓是(D)(D) A.0.10V B.0.20V A.0.10V B.0.20V C.0.30V D.0.40V C.0.30V D.0.40V能力能力思維思維方法方法【解析解析】此題考查電源電動勢與路端電壓的區(qū)別以及閉此題考查電源電動勢與路端電壓的區(qū)別以及閉合電路中的斷路與短路的特征合電路中的斷路與短路的特征. .由題中已知條件知電源由題中已知條件知電源電動勢即為開路電壓，即電動勢即為開路電壓，即E=800mV=0.8V,E=800mV=0.8V,短路電流為短路電流為I Imaxmax=400mA=0.4A=400mA=0.4A，可知電源內(nèi)阻為

12、，可知電源內(nèi)阻為r=E/Ir=E/Imaxmax=2=2則當(dāng)該則當(dāng)該電池板與一阻值也為電池板與一阻值也為22的電阻器連成一閉合電路時，的電阻器連成一閉合電路時，它的路端電壓為它的路端電壓為: :VRrREU4 . 0能力能力思維思維方法方法【解題回顧解題回顧】純電阻電路中電動勢與內(nèi)外電壓的關(guān)系可純電阻電路中電動勢與內(nèi)外電壓的關(guān)系可以看做是內(nèi)外電阻串聯(lián)分壓，遵從與電阻成正比規(guī)律，以看做是內(nèi)外電阻串聯(lián)分壓，遵從與電阻成正比規(guī)律，電壓總和等于電動勢電壓總和等于電動勢. .本題最后一步也可以看做是根據(jù)這本題最后一步也可以看做是根據(jù)這一規(guī)律列式求解的一規(guī)律列式求解的. .能力能力思維思維方法方法【例例2

13、 2】如圖如圖10-3-310-3-3所示，所示，R R1 1=9=9 , ,R R2 2=30=30 , ,S S閉合時，電壓閉合時，電壓表表( (不計(jì)內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻)V)V的讀數(shù)為的讀數(shù)為11.4V11.4V，電流表，電流表( (不計(jì)內(nèi)阻不計(jì)內(nèi)阻)A)A的讀數(shù)的讀數(shù)為為0.2A0.2A；S S斷開時，電流表斷開時，電流表A A的讀數(shù)為的讀數(shù)為0.3A.0.3A.能力能力思維思維方法方法求：求：(1)(1)電阻電阻R3R3的阻值的阻值(2)(2)電源的電動勢和內(nèi)阻電源的電動勢和內(nèi)阻能力能力思維思維方法方法【解析解析】電壓表測量的是路端電壓電壓表測量的是路端電壓U.U.(1)S(1)S閉合時閉合

14、時R R2 2和和R R3 3并聯(lián)，并聯(lián)，R R3 3兩端的電壓兩端的電壓U U3 3=U=U2 2=I=I2 2R R2 2=0.2=0.230=6(V)30=6(V)，R R1 1兩端的電壓兩端的電壓U U1 1=U-U=U-U3 3=11.4-6=5.4(V)=11.4-6=5.4(V)，流過流過R R1 1的電流的電流I I1 1=U=U1 1/R/R1 1=5.4/9=0.6(A)=5.4/9=0.6(A)，通過通過R R3 3的電流的電流I I3 3=I=I1 1-I-I2 2=0.6-0.2=0.4(A)=0.6-0.2=0.4(A)，電阻電阻R R3 3=U=U3 3/I/I3

15、 3=6/0.4=15=6/0.4=15 ，能力能力思維思維方法方法(2)(2)設(shè)電源電動勢為設(shè)電源電動勢為E E，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r r，根據(jù)閉合電路歐姆定律，根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)E=I(R+r)有：有：當(dāng)當(dāng)S S閉合時閉合時E=U+IE=U+I1 1r r，即，即E=11.4+0.6rE=11.4+0.6r；當(dāng)當(dāng)S S斷開時斷開時E=I(r+RE=I(r+R1 1+R+R2 2) )，即，即E=0.3(r+9+30).E=0.3(r+9+30).聯(lián)立以上兩式解得聯(lián)立以上兩式解得E=12V , r=1E=12V , r=1 能力能力思維思維方法方法【解題回顧解題回顧】閉合電路歐

16、姆定律或內(nèi)外電路的電壓關(guān)系閉合電路歐姆定律或內(nèi)外電路的電壓關(guān)系是計(jì)算閉合電路問題的基本公式，總電流是內(nèi)外電路相是計(jì)算閉合電路問題的基本公式，總電流是內(nèi)外電路相聯(lián)系的橋梁，它還與電功、電功率等有聯(lián)系，分析時要聯(lián)系的橋梁，它還與電功、電功率等有聯(lián)系，分析時要注意靈活使用注意靈活使用. .能力能力思維思維方法方法【例例3 3】如圖如圖10-3-410-3-4所示，線段所示，線段A A為某電源為某電源U-IU-I圖線，線段圖線，線段B B為為某電阻某電阻R R的的U-IU-I圖線圖線以上述電源和電阻組成閉合電路時，求：以上述電源和電阻組成閉合電路時，求：(1)(1)電源的輸出功率電源的輸出功率P P出

17、出多大多大? ?(2)(2)電源內(nèi)部損耗的電電源內(nèi)部損耗的電功率功率P P內(nèi)內(nèi)是多少是多少? ?(3)(3)電源的效率電源的效率 多大多大? ?能力能力思維思維方法方法【解析解析】根據(jù)題意從根據(jù)題意從A A的圖線可讀出的圖線可讀出E=3V,IE=3V,Imaxmax=6A=6A，則，則r=E/Ir=E/Imaxmax=3/6=0.5=3/6=0.5，從，從B B圖線可讀出圖線可讀出R=R=U/U/I=1.I=1. 由電源由電源E=3V,r=0.5E=3V,r=0.5與與R=1R=1組成的閉合電路中，組成的閉合電路中，I=E/R+r=3/1.5=2AI=E/R+r=3/1.5=2A則則P P出出

18、=I2R=4W,P=I2R=4W,P內(nèi)內(nèi)=I=Ir=2W.r=2W. P P總總=IE=6W,=IE=6W,所以，所以， = =P P出出/P/P總總=66.7%=66.7%能力能力思維思維方法方法【解題回顧解題回顧】電源的電源的U-IU-I圖線與電阻的圖線與電阻的U-IU-I圖線的物理意圖線的物理意義不同義不同前者是路端電壓與電路電流的函數(shù)關(guān)系；后者前者是路端電壓與電路電流的函數(shù)關(guān)系；后者是加在電阻兩端的電壓與通過的電流的函數(shù)關(guān)系是加在電阻兩端的電壓與通過的電流的函數(shù)關(guān)系本題本題還可直接由圖中交點(diǎn)坐標(biāo)讀出電路中的電流和路端電壓還可直接由圖中交點(diǎn)坐標(biāo)讀出電路中的電流和路端電壓分別為分別為2A2

19、A、2V.2V.能力能力思維思維方法方法【例例4 4】如圖如圖10-3-510-3-5所示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片所示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片P P向上移向上移動時，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化動時，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化? ?能力能力思維思維方法方法【解析解析】先認(rèn)清電流表先認(rèn)清電流表A A是測量是測量R R3 3中的電流，電壓表中的電流，電壓表V V2 2測測量量R R2 2和和R R3 3并聯(lián)的電壓，電壓表并聯(lián)的電壓，電壓表V V1 1測量路端的電壓測量路端的電壓. .再利用閉再利用閉合電路歐姆定律判斷主干上的一些物理量的變化：合電路歐姆定律判斷主干上的一些

20、物理量的變化：P P向上向上滑，滑，R R3 3的有效電阻增大，外電阻的有效電阻增大，外電阻R R外外增大，干路電流增大，干路電流I I減小，減小，路端電壓路端電壓U U增大，則電壓表增大，則電壓表V V1 1示數(shù)增大，再進(jìn)行分支上的示數(shù)增大，再進(jìn)行分支上的分析：由分析：由I I減小，知內(nèi)電壓減小，知內(nèi)電壓UU和和R R1 1兩端電壓兩端電壓U U1 1減小，減小，能力能力思維思維方法方法 由由U U外外增大知增大知R R2 2和和R R3 3并聯(lián)的電壓并聯(lián)的電壓U U2 2增大增大判斷出電壓判斷出電壓表表V V2 2示數(shù)增大，由示數(shù)增大，由U U2 2增大和增大和R R3 3有效電阻增大，無

21、法確定有效電阻增大，無法確定電流表電流表A A表示數(shù)如何變化，這就要從另一條途徑去分析：表示數(shù)如何變化，這就要從另一條途徑去分析：由電壓表由電壓表V V2 2示數(shù)增大知通過示數(shù)增大知通過R R2 2的電流的電流I I2 2增大，而干路電增大，而干路電流流I I減小，所以減小，所以R R3 3中的電流減小，即電流表中的電流減小，即電流表A A示數(shù)減小示數(shù)減小. .能力能力思維思維方法方法【解題回顧解題回顧】電路中任一部分發(fā)生變化時，將引起電路中電路中任一部分發(fā)生變化時，將引起電路中各處的電流和電壓都隨之發(fā)生變化，可謂各處的電流和電壓都隨之發(fā)生變化，可謂“牽一發(fā)而動全牽一發(fā)而動全身身”. .判斷此

22、類問題時，應(yīng)先由局部的變化推出總電阻、總判斷此類問題時，應(yīng)先由局部的變化推出總電阻、總電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對其他各部分電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對其他各部分電路產(chǎn)生的影響，即由局部到總體再到局部的思路電路產(chǎn)生的影響，即由局部到總體再到局部的思路. .延伸延伸拓展拓展【例例5 5】在圖在圖10-3-610-3-6電路中，直流發(fā)電機(jī)電路中，直流發(fā)電機(jī)E=250V,r=3E=250V,r=3 , ,R R1 1=R=R2 2=1=1，電熱絲組中裝有，電熱絲組中裝有5050只完全相同只完全相同的電熱絲，每只電熱絲的額定電壓為的電熱絲，每只電熱絲的額定電壓為200V200V

23、，額定功率，額定功率為為1000W1000W，其他電阻不計(jì)，并且不計(jì)電熱絲電阻隨溫度，其他電阻不計(jì)，并且不計(jì)電熱絲電阻隨溫度的變化，的變化，延伸延伸拓展拓展問：問：(1)(1)當(dāng)接通幾只電熱絲時，實(shí)際使用的電熱絲能正常工作當(dāng)接通幾只電熱絲時，實(shí)際使用的電熱絲能正常工作? ?(2)(2)當(dāng)接通幾只電熱絲時，發(fā)電機(jī)輸出功率最大當(dāng)接通幾只電熱絲時，發(fā)電機(jī)輸出功率最大? ?(3)(3)當(dāng)接通幾只電熱絲時，電熱絲組加熱物體最快當(dāng)接通幾只電熱絲時，電熱絲組加熱物體最快? ?(4)(4)當(dāng)接通幾只電熱絲時，電阻當(dāng)接通幾只電熱絲時，電阻R R1 1、R R2 2上消耗的功率最大上消耗的功率最大? ?(5)(5)當(dāng)接通幾只電熱絲時，實(shí)際使用的每只電熱絲中電流最大當(dāng)接通幾只電熱絲時，實(shí)際使用的每只電熱絲中電流最大? ?延伸延伸拓展拓展【解析解析】不計(jì)用電器電阻隨溫度的變化，則每只電熱絲的不計(jì)用電器電阻隨溫度的變化，則每只電熱絲的電阻電阻R R0 0=U=U/P=40/P=40，每只電熱絲的額定電流，每只電熱絲的額定電流: : I I0 0=P/U=5A.=P/U=5A.(1)(1)要使用電器正常工作，必須使電熱絲兩端實(shí)際電壓等于要使用電器正常工作，必須使電熱絲兩端實(shí)際電壓等于額定電壓額定電壓200V200V，因此干路電流，因此干路電流: : I=(E-U I=(E-U0 0)/(r+R)/(r+R1