閉合電路哦歐姆定律

1、閉合電路歐姆定律2004年名師課堂輔導(dǎo)講座高中部分中級(jí)教師復(fù)習(xí)目標(biāo)1、了解電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握閉合電路的歐姆定律。2、能夠應(yīng)用閉合電路的歐姆定律解決簡(jiǎn)單的閉合電路問(wèn)題。3、能夠識(shí)別閉合電路中各種電功率，并能用相關(guān)物理量表達(dá)出來(lái)。4、能分析和計(jì)算含有電容器的直流閉合電路問(wèn)題。2基本知識(shí)回顧1、電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)表征電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。把單位正電荷由電源負(fù)極搬運(yùn)到正極非靜電力所做的功電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開(kāi)路時(shí)的電壓電源內(nèi)電壓與路端電壓之和32、閉合電路歐姆定律內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的總電阻成反比。公式I=ER+rE=U外+U內(nèi)U=E-I

2、r適用條件：外電路為純電阻的電路43、路端電壓U隨外電阻R變化的討論U=IR=ER+rR=E1+rR由上式UR可得圖象如圖所示0RUEE2r從圖可以看出：(1)當(dāng)R增大時(shí)，U也隨之增大。(2)當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí),R=,U=E。(3)當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,U=0,I短= 一般情況下不允許外電路短路。Er54、電源的輸出功率隨外電阻變化的討論(1)電源的工作功率P=IE(2)內(nèi)耗功率：P內(nèi)=I2r(3)輸出功率：P出=P- P內(nèi)=IE- I2r=IU當(dāng)外電阻為純電阻電路時(shí)P出=I2R=E2R(R+r)2=E2+4r(R-r)2R當(dāng)R=r時(shí),P出最大，且最大值為P出m=E24r60RP出E24rrP出

3、R圖線(xiàn)如圖所示當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增加，P出減少當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增加，P出增加7閉合電路的動(dòng)態(tài)分析例1、如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，試分析L1 L2 L3的亮度變化情況。L1L2L3P小， L1將變暗，同時(shí)L1分得的電壓變小。路端電壓增大，L2兩端電壓增大，故L2變亮。總電流減小， L2分得的電流增大，可見(jiàn)L3上的電流比L1上的電流減小得還要多，因此L3也要變暗。解析當(dāng)P向右移動(dòng)，R滑有效電阻變大，整個(gè)電路的電阻增大。根據(jù)I總減小，流過(guò)L1的電流變8總結(jié)：(1)討論燈泡亮度的變化情況，只需判斷其電流或電壓如何變化就可以。(2)閉合電路動(dòng)態(tài)分析的一般順序是：先電阻，再總電流；先內(nèi)電壓

4、，再路端電壓；先判斷干路用電器，再支路用電器；先固定支路，再變化支路。9利用閉合電路歐姆定律定量計(jì)算例2、有電路如圖所示，R1=3000,VA是內(nèi)阻為6000 的電壓表，VB是內(nèi)阻為3000的電壓表，已知：求R的值。K1K2ABRR1R2VAVBK1斷開(kāi)、K2接到A時(shí)，電壓表讀數(shù)是4V；K1接通、 K2接到A時(shí)，電壓表讀數(shù)是8V；K1接通、 K2接到B時(shí)，電壓表讀數(shù)是7.5V，10設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1與RA的并聯(lián)總電阻為RA 1=2000 ， R1與RB的并聯(lián)總電阻為RB 1=1500 解析：由于K1閉合時(shí),VA和VB的示數(shù)不相同,所以電源的內(nèi)阻不能忽略,且由于R1與兩電壓表內(nèi)阻較

5、接近,所以必須考慮電表內(nèi)阻的影響K1K2ABRR1R2VAVB11當(dāng)K1斷開(kāi)、K2接A時(shí)，根據(jù)分壓原理有K1接通、 K2接到A時(shí)，R被短路，同理有K1接通、 K2接到B時(shí)，同理還有K1K2ABRR1R2VAVB4E2000R+2000+R2+r=8E20002000+R2+r=1500+R2+r1500E7.5=12 由和可得:E=10V,R2+r=500 ,然后代入式可得R=2500 總結(jié):(1)在閉合電路的定量計(jì)算中，一般每一種電路工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)歐姆定律方程。(2)本題中伏特表不能視為理想電表，而應(yīng)視為可顯示電壓的電阻。(3)這部分題目中，往往會(huì)出現(xiàn)方程的數(shù)目少于未知數(shù)的數(shù)目，分析后不難

6、發(fā)現(xiàn)，其中的兩個(gè)或多個(gè)未知量可等效為一個(gè)未知量13閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題例3、在圖中，發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻r=0.1 ，每根輸電線(xiàn)的電阻為rL=0.1 ，負(fù)載電阻R=22 ，電路中的電流強(qiáng)度I=10A，求：發(fā)電機(jī)的功率。負(fù)載兩端的電壓UR；外電路上的電壓U端；發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；整個(gè)外電路上消耗的功率P外；負(fù)載上消耗的功率；導(dǎo)線(xiàn)上消耗的功率；發(fā)電機(jī)內(nèi)部消耗的功率；GU載RrLrLU端+14UR=IR=1022=220V外電路上的電壓U端 U端=IR=I(R+2rL)=10(22+2 0.1)=222V電源電動(dòng)勢(shì)E= U端+Ir=(222+10 0.1)=223V外電路上消耗的功率P外=I U端=10 2

7、22=2.22kwGU載RrLrLU端+負(fù)載兩端的電壓15負(fù)載上消耗的功率P載=IU載=10220=2.2kw導(dǎo)線(xiàn)上消耗的功率P導(dǎo)=2I2rL=2 102 0.1=20w發(fā)電機(jī)內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)P內(nèi)=I2r=102 0.1=10w發(fā)電機(jī)的功率P=IE=10 223=2.23kwGU載RrLrLU端+16含有電容的閉合電路的計(jì)算例4、如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，R1=4,R2=6,C=30F,電池內(nèi)阻可忽略。ER1R2CS(1)閉合開(kāi)關(guān)S，求穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流。(2)然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，求這以后流過(guò)R1的總電量。17ER1R2CS解析：(1)由閉合電路歐姆定律，閉合穩(wěn)定后流過(guò)電阻的電流為:I

8、=ER1+R2104+6=1(A)(2)斷開(kāi)S前電容器上極板帶正電,其帶電量為Q1=CU2=CIR2=3010-6 1 6=1.2 10-4C斷開(kāi)電路穩(wěn)定后，電容器的電壓升高為U1=E=10V,電容器被充電,上極板仍帶正電18帶電量Q2=CU1 =CE=30 10-6 10=3 10-4C斷開(kāi)后流過(guò)的電量為Q=Q2Q1=1.2 10-4CER1R2CS19練習(xí)1：如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，合上開(kāi)關(guān)S后電燈恰能正常發(fā)光，如果某一時(shí)刻電燈L1的燈絲燒斷，則（ ）A.L3變亮，L2、 L4變暗B. L2、 L3變亮，L4變暗C. L4變亮，L2 、L3變暗D. L3、 L4變亮，L2變暗BL1 L2L3L4SE、r20練習(xí)2:如圖所示的圖線(xiàn)，a是某電源的圖線(xiàn)，b是電阻R的UI圖線(xiàn)，這個(gè)電源的內(nèi)電阻等于_，用這個(gè)電源和兩個(gè)電阻R串聯(lián)成閉合電路，電源輸出的電功率等于_。123136245I/AU/V02 4w21練習(xí)3:如圖中E=10V ，C1=C2=30F ，R1=4 ， R2=6 ，電池內(nèi)阻可忽略，先閉合開(kāi)關(guān)K，待電路