閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用(69張)

電阻的串聯(lián)、并聯(lián)[想一想]把兩個(gè)燈泡串聯(lián)接入電路與并聯(lián)接入電路相比較，它們的亮度有何變化？[提示]燈泡并聯(lián)接入電路時(shí)比串聯(lián)接入電路時(shí)亮度亮。編輯課件[記一記]1．串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝____________

I1R1＝I2R2＝…＝InRnI1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n編輯課件電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電壓U1＝___________總電阻R總＝_______________功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnU2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn編輯課件

2．幾個(gè)有用的結(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)，總電阻

。(2)并聯(lián)電路的總電阻

電路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻

。(3)某電路中無(wú)論電阻怎樣連接，該電路消耗的電功率P總等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和。大于變大小于變大編輯課件[試一試]1.一個(gè)T型電路如圖7－2－1所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。那么()A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80V圖7－2－1編輯課件答案：AC編輯課件局部電路歐姆定律[想一想]圖7－2－2有a、b、c、d四個(gè)電阻，它們的I－U關(guān)系如圖7－2－2所示，其中電阻最小的是哪一個(gè)？

[提示]a編輯課件[記一記]

1．內(nèi)容導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的

成正比，跟導(dǎo)體的

成反比。

2．表達(dá)式

。

3．適用范圍(1)金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電不適用)。(2)純電阻電路(不含電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)。電壓電阻編輯課件4．導(dǎo)體的伏安特性曲線(1)I－U圖線：以為縱軸、為橫軸所畫出的導(dǎo)體上的電流隨電壓的變化曲線稱為I－U圖線，如圖7－2－3所示。(2)比較電阻的大?。?3)線性元件：伏安特性曲線是

的電學(xué)元件，適用歐姆定律。(4)非線性元件：伏安特性曲線為

的電學(xué)元件，不適用歐姆定律。圖7－2－3電流電壓>直線曲線編輯課件[試一試]2．一只標(biāo)有“220V60W〞的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到200V。在此過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示。在如圖7－2－4所示的四個(gè)圖線中，肯定不符合實(shí)際的是()圖7－2－4編輯課件解析：由電阻的定義式R＝U/I知：在U－I圖象上，某一點(diǎn)的縱坐標(biāo)U和該點(diǎn)的橫坐標(biāo)I的比值U/I就對(duì)應(yīng)著電阻值R。由于白熾燈泡鎢絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大，當(dāng)白熾燈上加的電壓從零逐漸增大到220V時(shí)，燈絲的溫度不斷升高，電阻將不斷增大，A圖象表示U/I為一定值，說(shuō)明電阻不變，不符合要求；C圖象上各點(diǎn)的U/I值隨U的增大而減小，也不符合實(shí)際；D圖象中的U/I的值開始隨U的增大而增大，后來(lái)隨U的增大而減小，也不符合實(shí)際；只有B圖象中U/I的值隨U的增大而變大，符合實(shí)際，應(yīng)選A、C、D。答案：ACD編輯課件閉合電路歐姆定律[想一想]一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，假設(shè)將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路，那么它的路端電壓是多少？編輯課件編輯課件[記一記]1．閉合電路內(nèi)電路外電路(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E＝

。2．閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成

，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成

。U內(nèi)＋U外正比反比編輯課件3．路端電壓與外電阻的關(guān)系增大E

編輯課件4．路端電壓跟電流的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝

。(2)用圖象表示如圖7－2－5所示，其中縱軸截距為

，橫軸截距為

，斜率的絕對(duì)值為

。E－Ir電動(dòng)勢(shì)短路電流內(nèi)阻圖7－2－5編輯課件[試一試]3．以下關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()編輯課件答案：D編輯課件電路的動(dòng)態(tài)分析2．“串反并同〞結(jié)論法(1)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，反之那么增大。編輯課件(3)極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。編輯課件[例1](2021·北京高考)如圖7－2－6所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大圖7－2－6編輯課件[嘗試解題]滑動(dòng)變阻器R0的滑片向下滑動(dòng)，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數(shù)變小，A項(xiàng)正確。[答案]A編輯課件程序法分析電路動(dòng)態(tài)變化(1)明確局部電路變化時(shí)所引起的局部電路電阻的變化。(2)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R總?cè)绾巫兓?。編輯課件(4)由U內(nèi)＝I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化。(5)由U外＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化。(6)由局部電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化。(7)確定支路兩端的電壓以及通過(guò)各支路的電流如何變化。編輯課件電源的功率和效率2．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出。編輯課件編輯課件(2)當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。(3)當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。(4)當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2。(5)P出與R的關(guān)系如圖7－2－7所示。圖7－2－7編輯課件編輯課件[例2]電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖7－2－8所示。圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb。由圖可知ηa、ηb的值分別為()圖7－2－8編輯課件[答案]D編輯課件如何在圖象中求解電源的輸出功率和效率(1)分析圖象問(wèn)題時(shí)，一定要明確圖線的含義，即要確定兩坐標(biāo)軸表示的物理意義。(2)對(duì)閉合電路的U－I圖象，圖線上每一點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積為電源的輸出功率；純電阻電路的圖線上每一點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的比值為此時(shí)外電路的電阻。(3)注意電源輸出功率最大與電源效率的區(qū)別，輸出功率增大時(shí)，效率不一定增大，當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大輸出功率，而效率僅為50%。編輯課件閉合電路歐姆定律的應(yīng)用1.一般解題步驟(1)分析電路，將復(fù)雜的電路簡(jiǎn)化，分析各電阻的連接情況。(2)求出電路的總電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出總電流。假設(shè)電路發(fā)生變化，可以列出方程組。(3)應(yīng)用串并聯(lián)電路和局部電路歐姆定律研究各局部電路的情況，可以求解各局部電路的電阻、電壓、電流、電功率等。(4)根據(jù)計(jì)算所得結(jié)果，判斷電路的工作情況，并分析結(jié)果的合理性。編輯課件2．應(yīng)注意的問(wèn)題(1)判斷電路故障，要首先確定是斷路還是短路，然后依據(jù)電壓表、電流表示數(shù)判斷。例如斷路故障，主要參考電壓表示數(shù)，電壓表有示數(shù)，那么與電壓表并聯(lián)的局部發(fā)生斷路。(2)與電源串聯(lián)的未知電阻可以等效為電源內(nèi)阻，這是應(yīng)用閉合電路歐姆定律常用的方法。編輯課件圖7－2－9[例3](2021·上海華師大附中等八校聯(lián)考)如圖7－2－9所示，電源內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝6Ω，燈L上標(biāo)有“3V1.5W〞的字樣，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P移到最右端時(shí)，電流表示數(shù)為1A，燈L恰能正常發(fā)光。(1)求電源的電動(dòng)勢(shì)；(2)求當(dāng)P移到最左端時(shí)，電流表的示數(shù)；(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的Pb段電阻多大時(shí)，變阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？編輯課件[審題指導(dǎo)]第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)燈L兩端電壓為3V燈L正常發(fā)光電路連接方式，R2被短路R3的滑片P移到最右端獲取信息關(guān)鍵點(diǎn)第二步：找突破口(1)要求電源的電動(dòng)勢(shì)→應(yīng)利用閉合電路歐姆定律。(2)當(dāng)P移到最左端時(shí)→燈L和R2同時(shí)被短路。(3)要求R3上消耗的功率最大值→應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值的方法。編輯課件[嘗試解題](1)電源的電動(dòng)勢(shì)E＝UL＋I(xiàn)R1＋I(xiàn)r＝3V＋1×2V＋1×1V＝6V。(2)當(dāng)P移到最左端時(shí)，由閉合電路歐姆定律，I＝E/(R1＋r)＝2A。編輯課件[答案](1)6V(2)2A(3)2W2Ω

編輯課件[模型概述]電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件。在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件，在電容器處電路看做是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它。簡(jiǎn)化后假設(shè)要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上。編輯課件圖7－2－10編輯課件[答案]BD編輯課件

[題后悟道]解決含電容器的直流電路問(wèn)題的一般方法：(1)通過(guò)初末兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)來(lái)了解中間不穩(wěn)定的變化過(guò)程。(2)只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器對(duì)電路的作用是斷路。(3)電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電阻為等勢(shì)體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。(4)在計(jì)算電容器的帶電荷量變化時(shí)，如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。編輯課件(2021·江西省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖7－2－11所示電路中，4個(gè)電阻阻值均為R，電鍵S閉合時(shí)，有質(zhì)量為m、帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間?，F(xiàn)斷開電鍵S，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．小球帶負(fù)電B．?dāng)嚅_電鍵后電容器的帶電量減小C．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向下運(yùn)動(dòng)D．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向上運(yùn)動(dòng)圖7－2－11編輯課件解析：帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間，說(shuō)明所受電場(chǎng)力向上，小球帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；斷開電鍵后電容器兩端電壓減小，電容器的帶電量減小，帶電小球所受電場(chǎng)力減小，帶電小球向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。答案：ABC編輯課件[隨堂穩(wěn)固落實(shí)]1．飛船上的太陽(yáng)能電池是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽(yáng)能電池。在正常照射下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)24%。單片單晶硅太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1A的電流，那么每秒照射到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光的能量是()A．0.24J B．0.25JC．0.26J D．0.28J編輯課件解析：根據(jù)W＝UIt可得，每秒太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能量為W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，設(shè)太陽(yáng)每秒照射的能量為Q，那么由能量守恒定律得Q×24%＝W，所以Q＝0.25J，應(yīng)選項(xiàng)B正確。答案：B編輯課件2.在如圖7－2－12所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí)，那么()A．A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮B．A燈變亮、B燈變亮、C燈變暗C．A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗D．A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮圖7－2－12編輯課件答案：D編輯課件3．(2021·南通期末)如圖7－2－13所示的電路中，R1是定值電阻，R2是光敏電阻，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開關(guān)S，當(dāng)光敏電阻上的光照強(qiáng)度增大時(shí)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．通過(guò)R2的電流減小B．電源的路端電壓減小C．電容器C所帶的電荷量增加D．電源的效率增大圖7－2－13編輯課件解析：當(dāng)光敏電阻上的光照強(qiáng)度增大時(shí)，光敏電阻阻值減小，通過(guò)R2的電流增大，電源的路端電壓減小，電容器C所帶的電荷量減小，電源效率η＝U/E減小，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確。答案：B編輯課件4．(2021·北京朝陽(yáng)期末)一塊手機(jī)電池的反面印有如圖7－2－14所示的一些符號(hào)，另外在使用說(shuō)明書上還寫有“通話時(shí)間3h，待機(jī)時(shí)間100h〞，那么該通話和待機(jī)時(shí)消耗的功率分別約為()A．1.8W,5.4×10－2WB．3.6W,0.108WC．0.6W,1.8×10－2WD．6.48×103W,1.94×102W圖7－2－14編輯課件答案：C編輯課件5．(2021·上海模擬)如圖7－2－15所示，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某小燈泡的U－I圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電源的總功率分別是()A．4W,8WB．2W,4WC．2W,3WD．4W,6W圖7－2－15編輯課件解析：用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率是UI＝2×2W＝4W，電源的總功率是EI＝3×2W＝6W。選項(xiàng)D正確。答案：D你懂得！編輯課件〔給有能力的學(xué)生加餐〕圖1編輯課件答案：B編輯課件2．(2021·沈陽(yáng)四校聯(lián)考)如圖2所示的電路，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B．小電泡L變亮C．電容器C上電荷量減小D．電源的總功率變大圖2編輯課件解析：閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻增大，電源輸出電流減小，電源路端電壓增大，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，小電泡L變暗，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；由于電容器兩端電壓增大，由C＝Q/U可知，電容器C上電荷量增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源的總功率P＝EI變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：A編輯課件3．(2021·重慶檢測(cè))如圖3所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，那么()A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)D．R3上消耗的功率逐漸增大圖3編輯課件解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；平行金屬板之間電壓減小，帶電質(zhì)點(diǎn)P所受電場(chǎng)力減小，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R3中電流減小，R3上消耗的功率逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：A編輯課件4.(2021·南昌一模)如圖4所示的電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過(guò)程中，三只理想電壓表示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，以下各值可能出現(xiàn)的是()A．ΔU1＝3VΔU2＝2VΔU3＝1VB．ΔU1＝1VΔU2＝3VΔU3＝2VC．ΔU1＝0.5VΔU2＝1VΔU3＝1.5VD．ΔU1＝0.2VΔU2＝1VΔU3＝0.8V圖4編輯課件解析：滑動(dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過(guò)程中，電壓表V2示數(shù)減小，V3示數(shù)增大?；瑒?dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過(guò)程中，外電路電阻減小，路端電壓即電壓表V1示數(shù)減小。電壓表V2示數(shù)減小值等于電壓表V3示數(shù)增大值和電壓表V1示數(shù)減小值之和。所以選項(xiàng)B、D正確。答案：BD編輯課件5.(2021·上海高考)如圖5所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最高端向下滑動(dòng)時(shí)()A．電壓表V讀數(shù)先變