《研究閉合電路》參考課件

第二章電路第三節(jié)研究閉合電路

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欄目鏈接1．了解內(nèi)電路、外電路，知道電動勢等于內(nèi)外電路電動勢降落之和．

2．掌握閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，理解各物理量及物理意義．

3．會用定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系．

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欄目鏈接1．內(nèi)電路和外電路．(1)內(nèi)電路：_______________；內(nèi)電壓：__________，符號：_____；內(nèi)阻：______________，符號：___.(2)外電路：______________；路端電壓：________________________，符號：___；外電阻：______________，符號：___.電源內(nèi)部的電路內(nèi)電路電壓U內(nèi)電源內(nèi)部的電阻r電源外部的電路U外外電路上的電阻R外電路的電壓（路端電壓）

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欄目鏈接(3)在外電路中，正電荷在恒定電場的作用下，由____________，在電源內(nèi)，非靜電力把正電荷由____________．正電荷在靜電力的作用下從電勢___的位置向電勢____的位置移動，電路中正電荷的定向移動方向就是__________，所以在外電路中，沿電流方向電勢_____．正極移向負(fù)極負(fù)極移到正極高低電流的方向降低

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欄目鏈接2．閉合電路的歐姆定律．

(1)內(nèi)容：____________________________________________________________________________________________________.(2)表達(dá)式：_______，常用的變式：__________或_____________，其中R為外電路的等效總電阻，電阻r為內(nèi)電路的電阻．閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個結(jié)論叫做閉合電的歐姆定律路E＝IR＋I(xiàn)rE＝U外＋U內(nèi)

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欄目鏈接考點(diǎn)一路端電壓U隨外電阻R變化的討論

電源的電動勢和內(nèi)電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的，有U＝R或U＝E－Ir.1．外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高．

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欄目鏈接2．外電路斷開時，R＝∞，路端電壓U＝E.3．外電路短路時，R＝0，U＝0，I＝(短路電流)，短路電流由電源電動勢和內(nèi)阻共同決定，由于r一般很小，短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災(zāi)．

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例1(雙選)在閉合電路中，下列敘述正確的是(

)A．閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比

B．當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于零

C．當(dāng)外電路短路時，電路中的電流趨近于∞

D．當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大

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解析：根據(jù)I＝可以得出A答案正確；由U路＝E－Ir，短路時I＝0，U路＝E，B錯；當(dāng)外電路短路時，電路中的電流I＝電流較大，但沒有趨近于∞，C錯；由U＝R，當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大．答案：AD

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欄目鏈接練習(xí)1．(雙選)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，電路的電流就越大

C．閉合電路中，電流越小，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

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解析：在閉合電路中在電源內(nèi)部由于非靜電力做功電流從電勢低的地方流向電勢高的地方，A錯；由U＝E－Ir可知路端電壓越大，電流越小，B錯C對；而U＝R，當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大，D對．答案：CD練習(xí)

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欄目鏈接考點(diǎn)二路端電壓與電流的關(guān)系

閉合電路歐姆定律可變形為U＝E－Ir，E和r可認(rèn)為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖線，如圖所示．依據(jù)公式或圖線可知：

(1)路端電壓隨總電流的增大而減?。?/p>

(2)電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢E.在U－I圖象中，縱軸上的截距表示電源的電動勢．

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欄目鏈接(3)路端電壓為零時，即外電路短路時的電流I＝.圖線斜率絕對值在數(shù)值上等于內(nèi)電阻tanθ.(4)電源的U－I圖象反映了電源的特征(電動勢E、內(nèi)阻r)．

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例2右圖中，R1＝14Ω，R2＝9Ω，當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的讀數(shù)為I1＝0.2A，當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時，電流表的讀數(shù)為I2＝0.3A，求電源的電動勢E和內(nèi)阻r.

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欄目鏈接解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律可列出方程：E＝I1R1＋I(xiàn)1r，E＝I2R2＋I(xiàn)2r，消去E，得到r＝(I2R2－I1R1)/(I1－I2)＝1Ω，將r帶入上面任意一式可得：E＝3V.答案：3V

1Ω

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欄目鏈接練習(xí)2．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2.0Ω，則這只定值電阻的阻值為________Ω.現(xiàn)有四只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，用三只這種電阻并聯(lián)作為外電阻，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中，輸出功率是________W.

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解析：由圖象可知蓄電池的電動勢為20V，由斜率關(guān)系知外電阻阻值為6Ω.用三只這種電阻并聯(lián)作為外電阻，外電阻等于2Ω，因此輸出功率最大為50W.

答案：6

50練習(xí)

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欄目鏈接考點(diǎn)三閉合電路歐姆定律的應(yīng)用

一、閉合電路中局部電阻的變化而引起電流、電壓的變化是典型的電路動態(tài)變化問題閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會影響整個電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化．討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系．

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以右圖電路為例：設(shè)R1增大，總電阻一定增大；由I＝，I一定減?。挥蒛＝E－Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3＝I－I4，I3、U3一定減?。挥蒛2＝U－U3，U2、I2一1．總電路上R增大時總電流I減小，路端電壓U增大．

2．和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系的(通過變化電阻的電流也通過該電阻)看電流(即總電流減小時，該電阻的電流、電壓都減小)．定增大；由I1＝I3－I2，I1一定減小．總結(jié)規(guī)律如下：

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欄目鏈接3．和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的(通過變化電阻的電流不通過該電阻)看電壓(即路端電壓增大時，該電阻的電流、電壓都增大)．此類問題應(yīng)在明確各用電器或電表所對應(yīng)的電流、電壓的基礎(chǔ)上，按局部→(R的變化)全局(I總、U端的變化)→局部(U分、I分的變化)的邏輯思維進(jìn)行分析推理，使得出的每一個結(jié)論都有依據(jù)，這樣才能得出正確的判斷．

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例2如圖所示，A、B、C三只電燈均能發(fā)光，當(dāng)把滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，三只電燈亮度的變化是(

)A．A、B、C都變亮B．A、B變亮，C變暗

C．A、C變亮，B變暗D．A變亮，B、C變暗

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解析：滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，滑動變阻器連入電路的阻值R減小，所以電路總阻值R總減小，由閉合電路歐姆定律知總電流(I總＝)變大，通過A的電流增大，A兩端的電壓UA增大，故A變亮；由于I總變大，所以內(nèi)阻上的電壓(U內(nèi)＝I總r)變大，所以C上的電壓(UC＝E－UA－U內(nèi))變小，通過C的電流IC變小，所以C變暗；由于I總變大，IC變小，所以通過B的電流(IB＝I總－IC)一定增大，B燈變亮，選B.

答案：B

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點(diǎn)評：基本思路是“部分→整體→部分”，即從阻值變化的部分入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判知I總和U路端的變化情況，最后由部分電路的歐姆定律判知各分量的變化情況．

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欄目鏈接練習(xí)3．如圖電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上端a滑動過程中，兩表的示數(shù)情況為(

)A．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少

B．電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大

C．兩電表示數(shù)都增大

D．兩電表示數(shù)都減少

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解析：當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上端a滑動過程時，滑動變阻器電阻變大，引起R總變大，由I＝可知總電流變小，由U＝E－Ir得路端電壓增大，電壓表讀數(shù)變大，干路電流減小，R1兩端電壓減小，R2兩端電流增大，電流增大，由I干＝I2＋I(xiàn)滑，并聯(lián)的滑動變阻器的電流減小．答案：A練習(xí)

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二、解答閉合電路問題的一般步驟首先要認(rèn)清外電路上各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時，應(yīng)進(jìn)行電路變換，畫出等效電路圖．其次，解題關(guān)鍵是求總電流I，求總電流的具體方法是：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢，可用閉合電路歐姆定律(I＝)直接求出I；若內(nèi)外電路上有多個電阻值未知，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I；

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欄目鏈接當(dāng)以上兩種方法都行不通時，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I；求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流．

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例4如圖所示電動勢為2V的電源跟一個阻值R＝9Ω的電阻接成閉合電路，