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專題二閉合電路歐姆定律專題二閉合電路歐姆定律知識自主·梳理知識自主·梳理一、閉合電路的歐姆定律1.電動勢
(1)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為
本領(lǐng)大小的物理量.
(2)大?。旱扔陔娐分型ㄟ^1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值;等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的
;在閉合電路中等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和,即E=
.
電能電壓U內(nèi)+U外一、閉合電路的歐姆定律電能電壓U內(nèi)+U外
不同類電源,電動勢不同,且電動勢越大,
做功本領(lǐng)越大.非靜電力不同類電源,電動勢不同,且電動勢越大,
2.閉合電路的歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的
成正比,跟內(nèi)、外電路中的
成反比.
(2)公式:I=或E=IR+I(xiàn)r.(3)適用條件:
電路.
(4)路端電壓U:電動勢電阻之和純電阻2.閉合電路的歐姆定律電動勢電阻之和純電阻與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系表達(dá)式U=E-Ir=-rI+E圖象與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系表達(dá)式U=E-Ir圖象與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系外電路斷路R→∞U=E漸近線即EI=0,U=
,縱軸交點(diǎn)即E外電路短路R=0U=0U=0,I短=
,橫軸交點(diǎn)即I短圖線斜率電源內(nèi)阻r,r=圖線上任一點(diǎn)坐標(biāo)比值電源I:I=外電路電阻R:R=圖線上任一點(diǎn)坐標(biāo)乘積電源輸出功率P出:P出=EUI與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系外電路斷U=E漸近線即EI=0,
二、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流I=I1=I2=…=In干路電流等于各支路電流
電流分配和電阻I=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)nI1R1=I2R2=…=InRn電壓電壓分配和電阻成各支路兩端電壓U1=U2=U3=…=Un相等正比之和成反比相等二、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流干路電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路總電阻總電阻等于
,即R總=R1+R2+…+Rn總電阻的倒數(shù)等于功率分配功率分配和電阻成功率分配和電阻成即P1R1=P2R2=…=PnRn=U2各電阻之和各電阻倒數(shù)之和正比反比電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路總電阻總電阻等于對上表作進(jìn)一步分析,還可得到以下結(jié)論:(1)串聯(lián)電路的總電阻
電路中任意一個(gè)電阻,電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí),串聯(lián)電路的總電阻
.(2)并聯(lián)電路的總電阻
電路中任意一個(gè)電阻,且接近于最小的,當(dāng)兩電阻并聯(lián),阻值差別很大時(shí),其并聯(lián)值可認(rèn)為等于小電阻,任意一個(gè)電阻變大時(shí),總電阻
.大于變大小于變大對上表作進(jìn)一步分析,還可得到以下結(jié)論:大于變大小于變大三、電表的改裝
1.電流表G(表頭)(1)構(gòu)成:主要由
和放入其中的可轉(zhuǎn)動的線圈組成.
(2)原理:線圈在
的作用下帶著指針一起偏轉(zhuǎn).電流越
,指針偏轉(zhuǎn)角度越
.
(3)三個(gè)參數(shù):滿偏電流Ig,表頭內(nèi)阻Rg,滿偏電壓Ug,它們的關(guān)系:Ug=
.永磁鐵磁場力大大IgRg三、電表的改裝永磁鐵磁場力大大IgRg2.電壓表、電流表的改裝改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理
電阻分壓
電阻分流改裝原理圖串聯(lián)并聯(lián)2.電壓表、電流表的改裝改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理改裝為電壓表改裝為大量程電流表分壓電阻或分流電阻U=所以R=-RgIgRg=所以R=改裝后電表內(nèi)阻RV=
>RgRA=<RgIg(Rg+R)(I-Ig)·RRg+R改裝為電壓表改裝為大量程電流表分壓電U=IgRg=改裝后?重點(diǎn)辨析(1)理想電表:①電壓表:內(nèi)阻RV=∞,相當(dāng)于斷路,不影響原電路.②電流表:內(nèi)阻RA=0,相當(dāng)于短路(導(dǎo)線).(2)實(shí)際電表:①電壓表:是個(gè)大電阻RV,同時(shí)顯示兩端電壓U.②電流表:是個(gè)小電阻RA,同時(shí)顯示通過的電流I.即在電路中具有雙重功能,既是個(gè)電阻,又顯示U或I.?重點(diǎn)辨析方法規(guī)律·歸納方法規(guī)律·歸納一、識別簡單的混聯(lián)電路中各部分間的串、并聯(lián)關(guān)系
1.根據(jù)電流的分支與匯合,判斷各電阻的串、并聯(lián)關(guān)系.若電流通過各電阻時(shí)沒有分支,則這些電阻為串聯(lián);若電流有分支,則從分流點(diǎn)到匯合點(diǎn)之間的各支路為并聯(lián)關(guān)系.如果電路中沒有電源,可以假設(shè)一個(gè)電流方向去判斷.一、識別簡單的混聯(lián)電路中各部分間的串、并聯(lián)關(guān)系
2.通過分析電路中各點(diǎn)電勢的分布情況,判斷各電阻的串、并聯(lián)關(guān)系.串聯(lián)電路中按電流的流向由頭到尾的各點(diǎn)電勢是逐漸降低的;并聯(lián)電路中各支路的“頭”是一組等勢點(diǎn),“尾”是另一組等勢點(diǎn).
3.根據(jù)電路特點(diǎn)進(jìn)行簡化.如一個(gè)電阻或一段純電阻電路上無電流流過,說明這段電路兩端等電勢,此段電路可以壓縮為一個(gè)點(diǎn).2.通過分析電路中各點(diǎn)電勢的分布情況,判斷各電阻的串、并聯(lián)4.如果有電流表或電壓表接在電路中,若不考慮它們自身的電阻對電路的影響,電流表可當(dāng)作短路,電壓表可當(dāng)作斷路,先不去考慮它們,弄清各元件的連接關(guān)系后,再研究它們測量的是哪部分的電流或電壓.4.如果有電流表或電壓表接在電路中,若不考慮它們自身的電阻對二、用電器、電源、電壓表、電流表接入電路的條件
1.用電器(純電阻)上一般都標(biāo)有額定電壓與額定功率.使用用電器時(shí),首先要滿足額定電壓,滿足了額定電壓,其他額定量也就滿足了.當(dāng)供電電壓高于額定電壓時(shí),可采用接入分壓電阻的方法或其他方法滿足額定電壓的要求,但要使額外的電能損失盡可能少.二、用電器、電源、電壓表、電流表接入電路的條件
2.電流表、電壓表接入電路中時(shí),除注意它們的“+”、“-”接線柱接法及正確連接方法(與被測電路串聯(lián)或并聯(lián))外,還要求被測電路中可能出現(xiàn)的電壓或電流最大值不能超過它們的量程;被測電路中出現(xiàn)的電壓或電流值與它們的量程相比也不可太小,最好約為電表量程的以免造成較大誤差;電流表串聯(lián)在電路中有分壓作用,電壓表并聯(lián)在電路中有分流作用.2.電流表、電壓表接入電路中時(shí),除注意它們的“+”、“-”要使電表的內(nèi)阻對電路的影響盡可能小,要求電流表的內(nèi)阻比被測電路的電阻盡可能小,電壓表的內(nèi)阻比被測電路的電阻盡可能大,以減小測量時(shí)的誤差.如果用伏安法測電阻,測量小電阻時(shí)應(yīng)采用電流表的外接法;測量大電阻時(shí)應(yīng)采用電流表內(nèi)接法.但要注意,由于電流表內(nèi)阻一般很小,電壓表內(nèi)阻一般很大,題目中如果沒有明確要求考慮它們的內(nèi)阻時(shí),通??梢哉J(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零,電壓表的內(nèi)阻無窮大.要使電表的內(nèi)阻對電路的影響盡可能小,要求電流表的內(nèi)阻比被測電3.滑動變阻器接入電路中,要求電路中可能出現(xiàn)的最大電流要小于或等于它的額定電流;選用的滑動變阻器的阻值范圍要滿足電路所要求的調(diào)節(jié)范圍,并使滑動變阻器上每一段的調(diào)節(jié)都能引起測量值有較大的變化.3.滑動變阻器接入電路中,要求電路中可能出現(xiàn)的最大電流要小于?特別提醒(1)電路中任何一個(gè)電阻的阻值變大,無論是串聯(lián)電路、并聯(lián)電路還是混聯(lián)電路,電路的總電阻都變大,反之則變?。?/p>
(2)當(dāng)電路比較復(fù)雜時(shí),首先要把電路簡化成自己容易觀察的電路,從而明確其電路結(jié)構(gòu).?特別提醒三、閉合電路的分析1.電路的等效簡化(1)原則:①無電流的支路除去;②電勢相等的各點(diǎn)合并;③理想電流表可認(rèn)為短路,理想電壓表可認(rèn)為斷路;④電壓穩(wěn)定時(shí)電容器可認(rèn)為斷路.(2)方法:①電流分支法:先將各結(jié)點(diǎn)標(biāo)上字母,判定各支路元件的電流方向,按電流流向,自左到右將各個(gè)元件、結(jié)點(diǎn)、分支逐一畫出,加工整理即可;②等勢點(diǎn)排列法:標(biāo)出結(jié)點(diǎn)字母,判斷出各結(jié)點(diǎn)電勢的高低,將各結(jié)點(diǎn)按電勢高低自左向右排列,再將各結(jié)點(diǎn)間的支路畫出,然后加工整理即可.三、閉合電路的分析
2.電路的動態(tài)分析②判定總電阻變化情況的規(guī)律
a.當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí),電路的總電阻一定增大(或減小).
b.若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí),電路的總電阻增大;若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí),電路的總電阻減小.2.電路的動態(tài)分析②判定總電阻變化情況的規(guī)律高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》
由上式可以看出,當(dāng)R減小時(shí),R總增大;當(dāng)R增大時(shí),R總減?。缮鲜娇梢钥闯?,當(dāng)R減小時(shí),R總增大;當(dāng)R增大時(shí),R總減小
(2)“并同串反”規(guī)律.所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小.所謂“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大.即(2)“并同串反”規(guī)律.所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與(3)極限法:即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑動端分別滑至兩個(gè)極端去討論.(3)極限法:即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻一、閉合電路的電功率1.電路中的各種電功率意義公式(任何電路)公式(純電阻電路)電源總功率電源提供的全部電功率P總=EI,P總=P內(nèi)+P出P總=E2/(r+R)=I2(r+R)電源內(nèi)耗功率電源內(nèi)電阻消耗電功率P內(nèi)=I2r電源輸出功率電源提供給外電路的功率P出=UIP出=R=I2R一、閉合電路的電功率意義公式公式電源電源提供的全部電功率P總意義公式(任何電路)公式(純電阻電路)電源效率電源輸出功率與總功率之比η=×100%=×100%η=×100%用電器額定功率用電器額定電壓下消耗的功率P額=U額I額用電器實(shí)際功率用電器實(shí)際電壓下消耗的功率P=UI意義公式公式電源電源輸出功率與總功率之比η=高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》二、含電容器電路的分析1.理清電路結(jié)構(gòu)(串、并關(guān)系).根據(jù)需要畫等效電路圖.電容器在電路穩(wěn)定時(shí):①可視為斷路.②與之串聯(lián)的電阻(用電器)因無電流而無電壓降.2.確定電容器兩極板間電壓U:①等于與之并聯(lián)的電阻(用電器)兩端的電壓.②等于電路中兩板間的電勢之差.UAB=φA-φB(若電路特殊,不便用①處理,可據(jù)電路中電勢處理).二、含電容器電路的分析3.電路變化時(shí),電壓U、I可能會變,引起充、放電.①注意兩極板的電性及變化過程中電流的流向.②電容器電壓升高,則充電,降低則放電,若極性不變,電量改變?yōu)槌跄щ娏恐?,若極性改變,則為之和.3.電路變化時(shí),電壓U、I可能會變,引起充、放電.①注意兩三、電路的故障分析電路故障一般是短路或斷路,常見的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、變阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象,檢查故障的基本方法有兩種:1.電壓表檢測方法如果電壓表示數(shù)為0,說明電壓表上無電流通過,則可能在并聯(lián)路段之外有斷路,或并聯(lián)路段內(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)路段之外無斷路,或并聯(lián)路段內(nèi)無短路.三、電路的故障分析
2.用多用電表的歐姆擋檢測要對檢測的電路切斷電源,逐一將元件脫離原電路(或?qū)δ扯坞娐窓z測)后測量是通路還是斷路便可找到故障所在.2.用多用電表的歐姆擋檢測?特別提醒滑動變阻器對電路的調(diào)節(jié)方式:(1)只接兩端點(diǎn)如圖甲,單調(diào)變化.(2)用三端點(diǎn),兩定值并接,滑片作一端,如圖乙.滑片滑至中間時(shí)R最大.c由a到b過程中,R先增大后減小.(3)滑片處也接入電阻(如圖丙)等的其他情況.作一電路分析處理.?特別提醒請?jiān)谡莆盏摹耙?guī)律方法”后打“√”1.電動勢是描述電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量 (
)請?jiān)谡莆盏摹耙?guī)律方法”后打“√”高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》4.歐姆表的中值電阻R中=R內(nèi) (
)5.電路動態(tài)分析的基本思路:“部分→整體→部分”先分析定值電阻的U、I,最后分析可變電阻的U、I (
)6.電容器在電路穩(wěn)定后相當(dāng)于斷路 (
)4.歐姆表的中值電阻R中=R內(nèi) ()高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》3.將“R=r時(shí),電源的輸出功率最大”的結(jié)論應(yīng)用于固定電阻功率極值的結(jié)論 (
)4.常將歐姆表的“∞”刻度(左側(cè))當(dāng)成“0”刻度,而將“0”刻度(右側(cè))當(dāng)作“∞”刻度,也易認(rèn)為其刻度均勻分布 (
)5.忽視動態(tài)分析中“整體”電路的影響和變化,而只討論局部電路的U、I、R關(guān)系 (
)6.對稍復(fù)雜的電路串、并聯(lián)關(guān)系不能正確識別,特別是含電容器電路的簡化 (
)3.將“R=r時(shí),電源的輸出功率最大”的結(jié)論應(yīng)用于固定電阻功真題典例·探究真題典例·探究題型1電路動態(tài)分析問題【例1】如圖所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電流表A1、A2和電壓表V1、V2的讀數(shù)如何變化?題型1電路動態(tài)分析問題【解析】
(1)電流表A1、A2測量的是哪部分電路的電流?電壓表V1、V2測量的是哪部分電路的電壓?答A1的讀數(shù)是干路電流,A2的讀數(shù)是流過R3支路的電流;V1的讀數(shù)是電路的路端電壓,V2的讀數(shù)是R1兩端的電壓.(2)能夠直接用部分電路的歐姆定律從R3阻值的變化來分析各表讀數(shù)的變化嗎?答不能,因?yàn)镽3阻值變化,其對應(yīng)的電流I和電壓U都會發(fā)生相應(yīng)的變化,不能確定其變化規(guī)律,所以,應(yīng)該用閉合電路的歐姆定律加以分析.【解析】(1)電流表A1、A2測量的是哪部分電路的電流?電(3)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電路總電阻如何變化?干路電流如何變化?答P向b移動,R3減小,R2、R3并聯(lián)電阻減小,所以,電路總電阻減小.根據(jù)閉合電路歐姆定律I=知:干路電流將增大,即電流表A1的讀數(shù)增大.(3)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電路總電阻如何變化(4)電路的路端電壓如何變化?R1兩端電壓如何變化?答由閉合電路歐姆定律U=E-Ir知:干路電流增大將引起路端電壓減小,即電壓表V1的讀數(shù)將減?。ㄟ^R1的電流是干路電流,由部分電路的歐姆定律U=IR知:R1兩端電壓增大,即電壓表V2的讀數(shù)增大.(4)電路的路端電壓如何變化?R1兩端電壓如何變化?(5)并聯(lián)部分電路的電壓如何變化?流過R2的電流如何變化?答由圖知:并聯(lián)電路的電壓等于路端電壓與R1兩端的電壓之差,即U并=U端-U1,可知U并將減小.由部分電路的歐姆定律I2=知,流過R2的電流將減?。?6)流過R3的電流如何變化?答由I3=I-I2知,流過R3的電流增大,即電流表A2讀數(shù)增大.(5)并聯(lián)部分電路的電壓如何變化?流過R2的電流如何變化?【答案】
A1增大,A2增大,V1減小,V2增大【方法歸納】
根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì),來分析電路中某一個(gè)電阻的變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況,常見的分析方法如下:【答案】A1增大,A2增大,V1減小,V2增大高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》2.口訣法:根據(jù)日常的學(xué)習(xí),該類型的題目可以總結(jié)出“并同串反”的實(shí)用技巧.所謂“并同”指:當(dāng)某一個(gè)電阻變大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率隨之增大;當(dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率也隨之減小.所謂“串反”指:當(dāng)某一個(gè)電阻變大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而減小;當(dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而增大.2.口訣法:根據(jù)日常的學(xué)習(xí),該類型的題目可以總結(jié)出“并同串3.極限法:因變阻器的滑片滑動而引起的電路變化問題,可以將變阻器的滑片分別移動到兩個(gè)極端去討論,此時(shí)要注意是否出現(xiàn)極值情況,即變化是否單調(diào)變化.3.極限法:因變阻器的滑片滑動而引起的電路變化問題,可以將【備選例題1】
如圖所示的電路中,閉合電鍵S后,燈L1和L2都正常發(fā)光.后來由于某種故障使燈L2突然變亮,電壓表讀數(shù)增加,由此推斷,這故障可能是 (
)【備選例題1】如圖所示的電路中,閉合電鍵S后,燈L1和L2A.L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路【解析】
○V示數(shù)增大,表明路端電壓增大,干路電流減小,外電阻增大,C、D錯(cuò);若L1燈絲燒斷,而L2、R2正常,則由于干路電流減小,所以流過R2、L2的電流都減小,而使L2兩端電壓減小,L2亮度會變暗,故A錯(cuò),B正確.【答案】
BA.L1燈絲燒斷題型2電路故障分析【例2】
如圖所示,電源電動勢為6V,當(dāng)開關(guān)接通時(shí),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,由此可以斷定 (
)題型2電路故障分析B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路【解析】
(1)由Uab=6V能得到什么結(jié)論?答說明a、b與電源連接完好,在a—L1—L2—b間出現(xiàn)斷路.(2)由Ucd=6V能得到什么結(jié)論?答說明c、d與電源連接完好,L2處斷路.【答案】
CB.L1的燈絲斷了【方法歸納】
電路故障的特點(diǎn)與分析方法斷路的特點(diǎn)與分析:電路中發(fā)生斷路,表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零;如果外電路中兩點(diǎn)間有電壓,則說明這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn),而這兩點(diǎn)與電源的連結(jié)部分無斷點(diǎn).根據(jù)以上特點(diǎn),檢查故障時(shí)可以先用電壓表與電源并聯(lián),如果有電壓時(shí)再逐段與電路并聯(lián),當(dāng)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)時(shí)可判斷斷點(diǎn)的位置.短路的特點(diǎn)與分析:電路中發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過電路而電壓為零.檢查故障時(shí)可以先用電壓表與電源并聯(lián),如果有電壓時(shí)再逐段與電路并聯(lián).如果電壓表的指針沒有偏轉(zhuǎn),說明該部分電路被短路;如果電壓表的指針有偏轉(zhuǎn),說明該部分電路不被短路或不完全被短路.【方法歸納】電路故障的特點(diǎn)與分析方法【備選例題2】
如圖所示為一電路板的示意圖,a、b、c、d為接線柱,a、d與200V的交流電源連接,ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻.現(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(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為200V.由此可知 (
)【備選例題2】如圖所示為一電路板的示意圖,a、b、c、d為A.a(chǎn)b間電路通,cd間電路不通B.a(chǎn)b間電路不通,bc間電路通C.a(chǎn)b間電路通,bc間電路不通D.bc間電路不通,cd間電路通【解析】
電路中沒有電流即I=0,有兩層含義:(1)任何一個(gè)電阻兩端都沒有電壓;(2)如果電路中僅有一處斷路,則該處兩端的電壓和電源電壓相等.又因b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均和電源電壓相等,則說明斷點(diǎn)一定在b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間,即bc間電路不通.所以C、D正確.【答案】
CDA.a(chǎn)b間電路通,cd間電路不通題型3含電容器電路問題【例3】
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)阻r=1Ω,電阻R=15Ω.閉合開關(guān)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(shí),小球恰能到達(dá)A板?此時(shí),電源的輸出功率多大?題型3含電容器電路問題高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》【答案】
8Ω
23W【答案】8Ω23W【方法歸納】
含電容器電路的分析與計(jì)算方法(1)電路穩(wěn)定后,電容器所在支路無電流,所以串聯(lián)在此支路上的電阻上無電壓降,因此電容器兩極間電壓就是該支路兩端的電壓.(2)電容器跟與它并聯(lián)的元件兩端的電壓相等.【方法歸納】含電容器電路的分析與計(jì)算方法(3)電容器帶電后,應(yīng)注意判定兩板的極性,電路的電壓、電流發(fā)生變化時(shí),會引起電容器的充放電,如果電容器兩端電壓升高,電容器將充電;如果電容器兩端電壓降低,電容器將放電,充放電電流方向要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷.(4)如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器所帶電荷量的差;如果變化前后極板帶電的電性改變,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和.(3)電容器帶電后,應(yīng)注意判定兩板的極性,電路的電壓、電流發(fā)【備選例題3】
如右圖所示,電容器C1=6μF,C2=3μF,電阻R1=6Ω,R2=3Ω,求當(dāng)電鍵S斷開時(shí),A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB?當(dāng)S閉合時(shí),電容器C1所帶電荷量改變了多少?(已知電壓U=18V)【備選例題3】如右圖所示,電容器C1=6μF,C2=3【解析】
在電路中電容器C1、C2相當(dāng)于斷路,當(dāng)S斷開時(shí),電路中無電流,B、C等勢,A、D等電勢,因此UAB=UAC=UDB=18V當(dāng)S閉合后,R1和R2串聯(lián),C1兩端的電壓等于R1兩端電壓,C2兩端的電壓等于R2兩端電壓,C1電荷量變化的計(jì)算首先從電壓變化入手.【解析】在電路中電容器C1、C2相當(dāng)于斷路,當(dāng)S斷開高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》【答案】
18V減少了3.6×10-5C【答案】18V減少了3.6×10-5C專題二閉合電路歐姆定律專題二閉合電路歐姆定律知識自主·梳理知識自主·梳理一、閉合電路的歐姆定律1.電動勢
(1)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為
本領(lǐng)大小的物理量.
(2)大小:等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值;等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的
;在閉合電路中等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和,即E=
.
電能電壓U內(nèi)+U外一、閉合電路的歐姆定律電能電壓U內(nèi)+U外
不同類電源,電動勢不同,且電動勢越大,
做功本領(lǐng)越大.非靜電力不同類電源,電動勢不同,且電動勢越大,
2.閉合電路的歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的
成正比,跟內(nèi)、外電路中的
成反比.
(2)公式:I=或E=IR+I(xiàn)r.(3)適用條件:
電路.
(4)路端電壓U:電動勢電阻之和純電阻2.閉合電路的歐姆定律電動勢電阻之和純電阻與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系表達(dá)式U=E-Ir=-rI+E圖象與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系表達(dá)式U=E-Ir圖象與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系外電路斷路R→∞U=E漸近線即EI=0,U=
,縱軸交點(diǎn)即E外電路短路R=0U=0U=0,I短=
,橫軸交點(diǎn)即I短圖線斜率電源內(nèi)阻r,r=圖線上任一點(diǎn)坐標(biāo)比值電源I:I=外電路電阻R:R=圖線上任一點(diǎn)坐標(biāo)乘積電源輸出功率P出:P出=EUI與外電阻R關(guān)系與電流I關(guān)系外電路斷U=E漸近線即EI=0,
二、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流I=I1=I2=…=In干路電流等于各支路電流
電流分配和電阻I=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)nI1R1=I2R2=…=InRn電壓電壓分配和電阻成各支路兩端電壓U1=U2=U3=…=Un相等正比之和成反比相等二、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流干路電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路總電阻總電阻等于
,即R總=R1+R2+…+Rn總電阻的倒數(shù)等于功率分配功率分配和電阻成功率分配和電阻成即P1R1=P2R2=…=PnRn=U2各電阻之和各電阻倒數(shù)之和正比反比電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路總電阻總電阻等于對上表作進(jìn)一步分析,還可得到以下結(jié)論:(1)串聯(lián)電路的總電阻
電路中任意一個(gè)電阻,電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí),串聯(lián)電路的總電阻
.(2)并聯(lián)電路的總電阻
電路中任意一個(gè)電阻,且接近于最小的,當(dāng)兩電阻并聯(lián),阻值差別很大時(shí),其并聯(lián)值可認(rèn)為等于小電阻,任意一個(gè)電阻變大時(shí),總電阻
.大于變大小于變大對上表作進(jìn)一步分析,還可得到以下結(jié)論:大于變大小于變大三、電表的改裝
1.電流表G(表頭)(1)構(gòu)成:主要由
和放入其中的可轉(zhuǎn)動的線圈組成.
(2)原理:線圈在
的作用下帶著指針一起偏轉(zhuǎn).電流越
,指針偏轉(zhuǎn)角度越
.
(3)三個(gè)參數(shù):滿偏電流Ig,表頭內(nèi)阻Rg,滿偏電壓Ug,它們的關(guān)系:Ug=
.永磁鐵磁場力大大IgRg三、電表的改裝永磁鐵磁場力大大IgRg2.電壓表、電流表的改裝改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理
電阻分壓
電阻分流改裝原理圖串聯(lián)并聯(lián)2.電壓表、電流表的改裝改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理改裝為電壓表改裝為大量程電流表分壓電阻或分流電阻U=所以R=-RgIgRg=所以R=改裝后電表內(nèi)阻RV=
>RgRA=<RgIg(Rg+R)(I-Ig)·RRg+R改裝為電壓表改裝為大量程電流表分壓電U=IgRg=改裝后?重點(diǎn)辨析(1)理想電表:①電壓表:內(nèi)阻RV=∞,相當(dāng)于斷路,不影響原電路.②電流表:內(nèi)阻RA=0,相當(dāng)于短路(導(dǎo)線).(2)實(shí)際電表:①電壓表:是個(gè)大電阻RV,同時(shí)顯示兩端電壓U.②電流表:是個(gè)小電阻RA,同時(shí)顯示通過的電流I.即在電路中具有雙重功能,既是個(gè)電阻,又顯示U或I.?重點(diǎn)辨析方法規(guī)律·歸納方法規(guī)律·歸納一、識別簡單的混聯(lián)電路中各部分間的串、并聯(lián)關(guān)系
1.根據(jù)電流的分支與匯合,判斷各電阻的串、并聯(lián)關(guān)系.若電流通過各電阻時(shí)沒有分支,則這些電阻為串聯(lián);若電流有分支,則從分流點(diǎn)到匯合點(diǎn)之間的各支路為并聯(lián)關(guān)系.如果電路中沒有電源,可以假設(shè)一個(gè)電流方向去判斷.一、識別簡單的混聯(lián)電路中各部分間的串、并聯(lián)關(guān)系
2.通過分析電路中各點(diǎn)電勢的分布情況,判斷各電阻的串、并聯(lián)關(guān)系.串聯(lián)電路中按電流的流向由頭到尾的各點(diǎn)電勢是逐漸降低的;并聯(lián)電路中各支路的“頭”是一組等勢點(diǎn),“尾”是另一組等勢點(diǎn).
3.根據(jù)電路特點(diǎn)進(jìn)行簡化.如一個(gè)電阻或一段純電阻電路上無電流流過,說明這段電路兩端等電勢,此段電路可以壓縮為一個(gè)點(diǎn).2.通過分析電路中各點(diǎn)電勢的分布情況,判斷各電阻的串、并聯(lián)4.如果有電流表或電壓表接在電路中,若不考慮它們自身的電阻對電路的影響,電流表可當(dāng)作短路,電壓表可當(dāng)作斷路,先不去考慮它們,弄清各元件的連接關(guān)系后,再研究它們測量的是哪部分的電流或電壓.4.如果有電流表或電壓表接在電路中,若不考慮它們自身的電阻對二、用電器、電源、電壓表、電流表接入電路的條件
1.用電器(純電阻)上一般都標(biāo)有額定電壓與額定功率.使用用電器時(shí),首先要滿足額定電壓,滿足了額定電壓,其他額定量也就滿足了.當(dāng)供電電壓高于額定電壓時(shí),可采用接入分壓電阻的方法或其他方法滿足額定電壓的要求,但要使額外的電能損失盡可能少.二、用電器、電源、電壓表、電流表接入電路的條件
2.電流表、電壓表接入電路中時(shí),除注意它們的“+”、“-”接線柱接法及正確連接方法(與被測電路串聯(lián)或并聯(lián))外,還要求被測電路中可能出現(xiàn)的電壓或電流最大值不能超過它們的量程;被測電路中出現(xiàn)的電壓或電流值與它們的量程相比也不可太小,最好約為電表量程的以免造成較大誤差;電流表串聯(lián)在電路中有分壓作用,電壓表并聯(lián)在電路中有分流作用.2.電流表、電壓表接入電路中時(shí),除注意它們的“+”、“-”要使電表的內(nèi)阻對電路的影響盡可能小,要求電流表的內(nèi)阻比被測電路的電阻盡可能小,電壓表的內(nèi)阻比被測電路的電阻盡可能大,以減小測量時(shí)的誤差.如果用伏安法測電阻,測量小電阻時(shí)應(yīng)采用電流表的外接法;測量大電阻時(shí)應(yīng)采用電流表內(nèi)接法.但要注意,由于電流表內(nèi)阻一般很小,電壓表內(nèi)阻一般很大,題目中如果沒有明確要求考慮它們的內(nèi)阻時(shí),通??梢哉J(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零,電壓表的內(nèi)阻無窮大.要使電表的內(nèi)阻對電路的影響盡可能小,要求電流表的內(nèi)阻比被測電3.滑動變阻器接入電路中,要求電路中可能出現(xiàn)的最大電流要小于或等于它的額定電流;選用的滑動變阻器的阻值范圍要滿足電路所要求的調(diào)節(jié)范圍,并使滑動變阻器上每一段的調(diào)節(jié)都能引起測量值有較大的變化.3.滑動變阻器接入電路中,要求電路中可能出現(xiàn)的最大電流要小于?特別提醒(1)電路中任何一個(gè)電阻的阻值變大,無論是串聯(lián)電路、并聯(lián)電路還是混聯(lián)電路,電路的總電阻都變大,反之則變?。?/p>
(2)當(dāng)電路比較復(fù)雜時(shí),首先要把電路簡化成自己容易觀察的電路,從而明確其電路結(jié)構(gòu).?特別提醒三、閉合電路的分析1.電路的等效簡化(1)原則:①無電流的支路除去;②電勢相等的各點(diǎn)合并;③理想電流表可認(rèn)為短路,理想電壓表可認(rèn)為斷路;④電壓穩(wěn)定時(shí)電容器可認(rèn)為斷路.(2)方法:①電流分支法:先將各結(jié)點(diǎn)標(biāo)上字母,判定各支路元件的電流方向,按電流流向,自左到右將各個(gè)元件、結(jié)點(diǎn)、分支逐一畫出,加工整理即可;②等勢點(diǎn)排列法:標(biāo)出結(jié)點(diǎn)字母,判斷出各結(jié)點(diǎn)電勢的高低,將各結(jié)點(diǎn)按電勢高低自左向右排列,再將各結(jié)點(diǎn)間的支路畫出,然后加工整理即可.三、閉合電路的分析
2.電路的動態(tài)分析②判定總電阻變化情況的規(guī)律
a.當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí),電路的總電阻一定增大(或減小).
b.若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí),電路的總電阻增大;若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí),電路的總電阻減?。?.電路的動態(tài)分析②判定總電阻變化情況的規(guī)律高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》
由上式可以看出,當(dāng)R減小時(shí),R總增大;當(dāng)R增大時(shí),R總減?。缮鲜娇梢钥闯?,當(dāng)R減小時(shí),R總增大;當(dāng)R增大時(shí),R總減小
(2)“并同串反”規(guī)律.所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減?。^“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大.即(2)“并同串反”規(guī)律.所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與(3)極限法:即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑動端分別滑至兩個(gè)極端去討論.(3)極限法:即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻一、閉合電路的電功率1.電路中的各種電功率意義公式(任何電路)公式(純電阻電路)電源總功率電源提供的全部電功率P總=EI,P總=P內(nèi)+P出P總=E2/(r+R)=I2(r+R)電源內(nèi)耗功率電源內(nèi)電阻消耗電功率P內(nèi)=I2r電源輸出功率電源提供給外電路的功率P出=UIP出=R=I2R一、閉合電路的電功率意義公式公式電源電源提供的全部電功率P總意義公式(任何電路)公式(純電阻電路)電源效率電源輸出功率與總功率之比η=×100%=×100%η=×100%用電器額定功率用電器額定電壓下消耗的功率P額=U額I額用電器實(shí)際功率用電器實(shí)際電壓下消耗的功率P=UI意義公式公式電源電源輸出功率與總功率之比η=高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》二、含電容器電路的分析1.理清電路結(jié)構(gòu)(串、并關(guān)系).根據(jù)需要畫等效電路圖.電容器在電路穩(wěn)定時(shí):①可視為斷路.②與之串聯(lián)的電阻(用電器)因無電流而無電壓降.2.確定電容器兩極板間電壓U:①等于與之并聯(lián)的電阻(用電器)兩端的電壓.②等于電路中兩板間的電勢之差.UAB=φA-φB(若電路特殊,不便用①處理,可據(jù)電路中電勢處理).二、含電容器電路的分析3.電路變化時(shí),電壓U、I可能會變,引起充、放電.①注意兩極板的電性及變化過程中電流的流向.②電容器電壓升高,則充電,降低則放電,若極性不變,電量改變?yōu)槌跄щ娏恐?,若極性改變,則為之和.3.電路變化時(shí),電壓U、I可能會變,引起充、放電.①注意兩三、電路的故障分析電路故障一般是短路或斷路,常見的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、變阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象,檢查故障的基本方法有兩種:1.電壓表檢測方法如果電壓表示數(shù)為0,說明電壓表上無電流通過,則可能在并聯(lián)路段之外有斷路,或并聯(lián)路段內(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)路段之外無斷路,或并聯(lián)路段內(nèi)無短路.三、電路的故障分析
2.用多用電表的歐姆擋檢測要對檢測的電路切斷電源,逐一將元件脫離原電路(或?qū)δ扯坞娐窓z測)后測量是通路還是斷路便可找到故障所在.2.用多用電表的歐姆擋檢測?特別提醒滑動變阻器對電路的調(diào)節(jié)方式:(1)只接兩端點(diǎn)如圖甲,單調(diào)變化.(2)用三端點(diǎn),兩定值并接,滑片作一端,如圖乙.滑片滑至中間時(shí)R最大.c由a到b過程中,R先增大后減小.(3)滑片處也接入電阻(如圖丙)等的其他情況.作一電路分析處理.?特別提醒請?jiān)谡莆盏摹耙?guī)律方法”后打“√”1.電動勢是描述電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量 (
)請?jiān)谡莆盏摹耙?guī)律方法”后打“√”高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》4.歐姆表的中值電阻R中=R內(nèi) (
)5.電路動態(tài)分析的基本思路:“部分→整體→部分”先分析定值電阻的U、I,最后分析可變電阻的U、I (
)6.電容器在電路穩(wěn)定后相當(dāng)于斷路 (
)4.歐姆表的中值電阻R中=R內(nèi) ()高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》3.將“R=r時(shí),電源的輸出功率最大”的結(jié)論應(yīng)用于固定電阻功率極值的結(jié)論 (
)4.常將歐姆表的“∞”刻度(左側(cè))當(dāng)成“0”刻度,而將“0”刻度(右側(cè))當(dāng)作“∞”刻度,也易認(rèn)為其刻度均勻分布 (
)5.忽視動態(tài)分析中“整體”電路的影響和變化,而只討論局部電路的U、I、R關(guān)系 (
)6.對稍復(fù)雜的電路串、并聯(lián)關(guān)系不能正確識別,特別是含電容器電路的簡化 (
)3.將“R=r時(shí),電源的輸出功率最大”的結(jié)論應(yīng)用于固定電阻功真題典例·探究真題典例·探究題型1電路動態(tài)分析問題【例1】如圖所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電流表A1、A2和電壓表V1、V2的讀數(shù)如何變化?題型1電路動態(tài)分析問題【解析】
(1)電流表A1、A2測量的是哪部分電路的電流?電壓表V1、V2測量的是哪部分電路的電壓?答A1的讀數(shù)是干路電流,A2的讀數(shù)是流過R3支路的電流;V1的讀數(shù)是電路的路端電壓,V2的讀數(shù)是R1兩端的電壓.(2)能夠直接用部分電路的歐姆定律從R3阻值的變化來分析各表讀數(shù)的變化嗎?答不能,因?yàn)镽3阻值變化,其對應(yīng)的電流I和電壓U都會發(fā)生相應(yīng)的變化,不能確定其變化規(guī)律,所以,應(yīng)該用閉合電路的歐姆定律加以分析.【解析】(1)電流表A1、A2測量的是哪部分電路的電流?電(3)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電路總電阻如何變化?干路電流如何變化?答P向b移動,R3減小,R2、R3并聯(lián)電阻減小,所以,電路總電阻減?。鶕?jù)閉合電路歐姆定律I=知:干路電流將增大,即電流表A1的讀數(shù)增大.(3)滑動變阻器R3的滑動頭P向b移動時(shí),電路總電阻如何變化(4)電路的路端電壓如何變化?R1兩端電壓如何變化?答由閉合電路歐姆定律U=E-Ir知:干路電流增大將引起路端電壓減小,即電壓表V1的讀數(shù)將減?。ㄟ^R1的電流是干路電流,由部分電路的歐姆定律U=IR知:R1兩端電壓增大,即電壓表V2的讀數(shù)增大.(4)電路的路端電壓如何變化?R1兩端電壓如何變化?(5)并聯(lián)部分電路的電壓如何變化?流過R2的電流如何變化?答由圖知:并聯(lián)電路的電壓等于路端電壓與R1兩端的電壓之差,即U并=U端-U1,可知U并將減?。刹糠蛛娐返臍W姆定律I2=知,流過R2的電流將減?。?6)流過R3的電流如何變化?答由I3=I-I2知,流過R3的電流增大,即電流表A2讀數(shù)增大.(5)并聯(lián)部分電路的電壓如何變化?流過R2的電流如何變化?【答案】
A1增大,A2增大,V1減小,V2增大【方法歸納】
根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì),來分析電路中某一個(gè)電阻的變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況,常見的分析方法如下:【答案】A1增大,A2增大,V1減小,V2增大高考物理一輪復(fù)習(xí)專題課件10-專題2《閉合電路歐姆定律》2.口訣法:根據(jù)日常的學(xué)習(xí),該類型的題目可以總結(jié)出“并同串反”的實(shí)用技巧.所謂“并同”指:當(dāng)某一個(gè)電阻變大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率隨之增大;當(dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率也隨之減?。^“串反”指:當(dāng)某一個(gè)電阻變大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而減?。划?dāng)某一個(gè)電阻減小時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率反而增大.2.口訣法:根據(jù)日常的學(xué)習(xí),該類型的題目可以總結(jié)出“并同串3.極限法:因變阻器的滑片滑動而引起的電路變化問題,可以將變阻器的滑片分別移動到兩個(gè)極端去討論,此時(shí)要注意是否出現(xiàn)極值情況,即變化是否單調(diào)變化.3.極限法:因變阻器的滑片滑動而引起的電路變化問題,可以將【備選例題1】
如圖所示的電路中,閉合電鍵S后,燈L1和L2都正常發(fā)光.后來由于某種故障使燈L2突然變亮,電壓表讀數(shù)增加,由此推斷,這故障可能是 (
)【備選例題1】如圖所示的電路中,閉合電鍵S后,燈L1和L2A.L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路【解析】
○V示數(shù)增大,表明路端電壓增大,干路電流減小,外電阻增大,C、D錯(cuò);若L1燈絲燒斷,而L2、R2正常,則由于干路電流減小,所以流過R2、L2的電流都減小,而使L2兩端電壓減小,L2亮度會變暗,故A錯(cuò),B正確.【答案】
BA.L1燈絲燒斷題型2電路故障分析【例2】
如圖所示,電源電動勢為6V,當(dāng)開關(guān)接通時(shí),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,由此可以斷定 (
)題型2電路故障分析B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路【解析】
(1)由Uab=6V能得到什么結(jié)論?
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