闭合电路欧姆定律复习高三物理课件

闭合电路欧姆定律会昌一中张生文一、电动势二、闭合电路的欧姆定律的内容1、闭合电路的欧姆定律的内容例1例2.练习2.讨论：路端电压3.电源的功率和效率例44.闭合电路的U-I图象。例3三.变化电路的讨论总结规律例５例６例７四.含有电动机的电路例１例２练习五.含有电容器的电路例１练习闭合电路欧姆定律一、电动势表征电源把其它形式的能转换成电能的本领电数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压2、电动势E1、电源：把其它形式的能转换成电能的装置在闭合电路中：Ｅ＝Ｕ外＋Ｕ内RErI2、闭合电路欧姆定律的表达形式有：①E=U外+U内rREI②③U=E-Ir（U、I间关系）ErRRU④（U、R间关系）二、闭合电路的欧姆定律的内容1、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比．3、路端电压：Ｕ＝Ｅ－ＩrR↑→I↓，U外↑、U内↓，当R→∞时，I=0、U外=E、U内=0（也称为断路时）R↓→I↑，U外↓、U内↑，当R=0时，I=E/r（短路电流强度）U外=0、U内=E讨论：rREIErRRU从上式可以看出：返回例1:在图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A．求电源的电动势E和内阻r．解:根据闭合电路欧姆定律可列出方程：E＝I1R1＋I1r，E＝I2R2＋I2r．消去E，解出r，得122211IIRIRIr代入数值，得r＝1Ω．将r值代入E＝I1R1＋I1r中，可得E＝3V．例2.在图中，电源内阻不能忽略,R1＝5Ω，R2＝4Ω当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝2A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数可能为下列情况中的()A.2.5AB.1.8AC.2.2AD.3.0A解:根据闭合电路欧姆定律可列出方程：E＝I1R1＋I1r，E＝I2R2＋I2r．r=(I2R2–I1R1)/(I1-I2)=(4I2-10)/(2-I2)0∴2AI22.5A∴选CC返回练习:在图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略。已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为[]A．2.2VB．1.9VC．1.6VD．1.3V解:E=U1+I1r=2+2/10rE=U2+I2r=U2+U2/8rr=(U2-2)/(0.2-U2/8)01.6VU22V选BB返回4.电源的功率和效率ORP出PmrrErErRRrrRREP44422222rEPm42电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为⑴功率：②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r①电源的总功率PE=EI⑵电源的效率：rRREUPPE（最后一个等号只适用于纯电阻电路）返回5.闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uOIImiEUM（I，U）βαbaN当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。例3:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V0246BA3210解:由图线可知R=1Ω,E=3Vr=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出=4WP总=EI=6W=P出/P总=4/6=67%D例4在图示电路中,电池的电动势E=5V,r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由0增加到400Ω的过程中,求:1.可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率2.电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和E=5Vr=10ΩR=90ΩR0解:1.将R看作内电阻的一部分,则r1=r+R=100Ω,当R0=100Ω时,可变电阻的消耗热功率最大为P=E2/4r1=25/400=1/16w2.R上消耗的热功率最小,则电流最小,总电阻最大,R0=400Ω,P=[E/(R0+R+r)]2(R+r)=0.01w变化电路的讨论闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。以右图电路为例：R1R2R3R4Er设R1增大，总电阻一定增大；rREI由I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3=I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3-I2，I1一定减小。例5.在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为[]BA．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮RR1解:R减小,R总减小,I增大,U减小,PA=U2/RA减小,A灯变暗IA=U/RA减小,I1=I-IA增大,U1=I1R1增大,UB=U-U1减小,PB=UB2/RB减小,B灯变暗.例6.如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向b端移动时（）(A)电压表的读数增大，电流表的读数减小(B)电压表和电流表的读数减小(C)电压表和电流表的读数增大(D)电压表的读数减小，电流表的读数增大A例7:如图4所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为[]A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数减小C．两表示数均增大D．两表示数均减小B总结规律如下：①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；②变化电阻本身的电阻、电流、电压和总电路的电阻、电流、电压变化规律相同；③和变化电阻有串联关系的，看电流。（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）④和变化电阻有并联关系的，看电压。（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）含有电动机的电路例1.某一用直流电动机提升重物的装置,如上右图所示.重物的质量m=50千克,电源的电动势ε=110伏特,不计电源内阻及各处的摩擦.当电动机以v=0.90米/秒的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A，由此可见电动机线圈的电阻等于多少？解：由能量守恒定律P电=P机+PRIε=mgv+I2R5×110=500×0.90+25R∴R=4Ω例2、如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.ErDR1=8ΩK解：K断开时，ARPI6.0888.211电源内阻r=E／I1－R1＝2ΩK闭合时，路端电压VRPU4821R1中的电流I1′=U′／R1＝0.5A总电流I总=(E-U′)／r＝1A通过电动机的电流ID＝0.5A电动机消耗的总功率PD＝0.5×4=2W电动机的热功率P热＝0.52×2=0.5W电动机的机械功率P机＝1.5W练习、如图示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2＝10Ω。当电键打开时，电流表的示数是0．5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是()(A)I＝1．5A(B)I＜1．5A(C)P＝15W(D)P＜15WDR1AUBD练习.一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（）电动机的输出功率为（）（A）500W（B）25W（C）200W（D）475WBD含有电容器的电路例1、如图示：E=10V，内阻不计，C1=C2=30μF，R1=4Ω，R2=6Ω，先闭合开关S，待电路稳定后，再将开关断开，则断开S后流过R1的电量为多少？R1R2EC1C2S解：闭合S后，I=1A，UR1=4VUR2=6VUC1=6VUC2=0VQ1=C1UC1=1.8×10-4C断开S后，两电容器的电压均升高为10V，R1R2EC1C2带电量Q1′=Q2′=3×10-4C流过R1的电量为ΔQ=Q1′+Q1′-Q1=4.2×10-4C练习.在如图示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω，电阻R1=10Ω，R2=10ΩR3=30ΩR4=35Ω，电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电，求接通电键K后流过R4的总电量。R1R2ErCR3R4K解：K闭合后，8504010321321RRRRRRR）（并R总=9ΩI=1/3AU并=8/3VR3两端电压U3=2.0VQ=CU3=2.0×10-4C