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1、,探究闭合电路欧姆定律,执教教师：XXX,闭合电路欧姆定律,闭合电路 多用电表 测量电源的电动势E和内阻r,闭合电路,闭合电路,专题归纳,电路消耗的电能全部转化为电热（内能）的电路为纯电阻电路，对纯电阻电路有： P电=P热=UI=I2R=U2/R. 电路消耗的电能并不完全转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能等)，这种电路叫非纯电阻电路.如其中有电动机、电解槽的电路等.对非纯电阻电路有:P电=UII2R,此时IIR,决不能乱套用公式.计算电功率只能用P电=UI,计算热功率只能用P热=I2R.,纯电阻电路与非纯电阻电路,【例1】某同学对录音机中的小电动机用图41所示电路进行实
2、验研究闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.40 V时，电流表的示数为0.20 A，此时电动机未转动当电压表的示数为2.0 V时，电流表的示数为0.30 A，此时电动机匀速转动求： (1)电动机线圈的电阻； (2)电动机转动时的电功率； (3)电动机转动时的机械功率； (4)电动机转动时的效率,图4-1,解析：此例中电动机的工作情况有两种：一种为通电后未转动，另一种为通电后匀速转动电动机未转动时，所消耗的电能全部转化为内能，相当于纯电阻电路，电动机线圈的电阻可根据欧姆定律求出当电动机转动时，电能转化为机械能和内能，消耗的电功率等于此时电路两端电压乘以通过的电流，转化为电热的功率P
3、热I2R，而机械功率就等于消耗的电功率减去电热功率电动机的效率就等于机械功率与总功率的比值,答案：(1)2 (2)0.6 W (3)0.42 W (4)70%,1闭合电路欧姆定律 研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量闭合电路欧姆定律的表达形式有： (1)EU外U内,闭合电路的欧姆定律,2电源的功率和效率 (1)功率： 电源的功率(电源的总功率)PEEI； 电源的输出功率P出UI； 电源内部消耗的功率PrI2r.,【例2】 如图42所示，R为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为R12 时，电压表读数为U14 V；当电阻箱读数为R25 时，电压表读数为U25
4、V则： (1)电源的电动势E和内电阻r为多少？ (2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？,图4-2,答案：见解析,根据欧姆定律确定串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下： (1)程序法：基本思路是“部分整体部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判断R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律确定各部分量的变化情况即：,电路的动态分析,(2)直观法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论 任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的
5、增大,任一电阻R阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电阻电压U串的减小,(3)极端法：即因滑动变阻器滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论,【例3】 如图43所示电路中，E为电源电动势，r为电源内电阻，R1和R3均为定值电阻R2为滑动变阻器当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1，A2和V的示数分别为I1，I2和U，现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 ( ),图4-3,AI1增大，I2不变，U增大 BI1减小，I2增大，U减小 CI1增大，I2减小，U增大 DI1减小，I2不变，U减小 解析：本题考查电路
6、结构、闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响电路结构：R1，R2并联后再与R3串联，A1测通过R1的电流I1，A2测通过R2的电流I2，V测路端电压U.R2的滑动触点由a滑向b，R2阻值减小，电路的总电阻减小则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端电压UEIr，所以电压表示数U减小；R1两端电压U1UU3，而U3增大，所以U1减小，则I1减小，而II1I2增大，所以I2增大故正确答案为B. 答案：B,【例4】 如图44所示的电路中，电源电动势E6.00 V，其内阻可忽略不计电阻的阻值分别为R12.4 k，R24.8 k，电容器的电容C4.7 F.闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压
7、，其稳定值为1.50 V.,电路的综合分析,图4-4,(1)该电压表的内阻为多大？ (2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？ (3)若用电压表先后测R1、R2两端电压示数分别为6.0 V和0，则R1、R2、C可能的故障是什么？ 解析：本题考查了电容器的电容、电阻的串并联的知识，当开关S闭合而电压表接入R1两端时，电压表(电阻RV)与R1并联后再与R2串联，由并联电路总电阻的公式以及串联分压特点，即可解得电压表内阻RV.要求电容器中带电荷量的变化，关键是要看在电容器没有被击穿的情况下两端的电压变化情况，分别算出接入电压表前后电容器上的电压，算出其电压变化U，依据QCU计算其带电荷量变
8、化,(3)R1断路、R2短路、C被击穿 答案：(1)4.8 k (2)2.35106 C (3)R1断路、R2短路、C被击穿,【例5】 在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有： A干电池一节 B电流表(量程0.6 A) C电压表(量程3 V) D电键S和若干导线 E滑动变阻器R1(最大阻值20 ，允许最大电流1 A),测电源电动势和内电阻,F滑动变阻器R2(最大阻值300 ，允许最大电流0.5 A) G滑动变阻器R3(最大阻值1 000 ，允许最大电流0.1 A) (1)按如图45甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选_(填写代号) 为使测量尽可能精确，
9、用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接成实验电路(已连接了部分线)，要求变阻器的滑动触头滑至最右端时，其使用电阻值最大,图4-5,(2)实验步骤： 按实验要求连接好电路，闭合电键前把变阻器的滑动触头滑至一端，使接入电路的阻值最大 闭合电键，调节滑动变阻器，使_的指针有明显偏转，读取_和_的示数用同样方法测量多组数据 断开开关，整理好器材 数据处理 (3)将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出UI图线，由此求得待测电池的电动势E_V，内电阻r_.(结果保留三位有效数字),解析：(1)电源所允许最大电流一般小于等于0.5 A，电动势1.5 V，所以电路电阻几十欧姆即可，再考虑操作的方便
10、，滑动变阻器选择R1.注意分析滑动变阻器对电路的控制情况电路的实物连接是必须掌握的技能 (2)读取合适的电路电流(电流表)和电路外电压(电压表)，作UI图线，根据图像处理实验数据,答案：(1)E(或R1) 如图,(2)电流表 电流表 电压表 (3)如图 150 1.88E：1.471.50(V)，r：1.801.88()均算对,1伏安法测电阻的原理 2伏安法测电阻的两种电路 如图46(a)所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”；如图(b)所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”,电阻的测量,图4-6,（a） （b）,3伏安法测电阻的误差分析 图46中，R为待测电阻，因
11、为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差 (1)电流表内接法 电压表示数UVRRUAUR 电流表示数IAIR,(2)实验试触法 若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图47所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b试触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况,图4-7,若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量 若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量,【例6】 检测一个标准值为5 的滑动变阻器，可供使用的器材如下
12、： A待测滑动变阻器Rx，全电阻约5 (电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数) B电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 C电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 D电压表V1，量程15 V，内阻约15 k E电压表V2，量程3 V，内阻约3 k F滑动变阻器R，全电阻约20 G直流电源E，电动势3 V，内阻不计,H游标卡尺 I毫米刻度尺 J开关S、导线若干 (1)用伏安法测电阻Rx的全电阻值，所选电流表为_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”) (2)画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图48中实物连接成测量电路,图4-8,(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式,答案：(1)A1 V2 (2)电路原理图和对应的实物连接如下所示 方案一：分压接法如图所示,方案二：限流接法如图所示,(3)方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺 主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n.,谢谢观看,请指导,
