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1、第7节 闭合电路欧姆定律2预习检测 1闭合电路欧姆定律 2路端电压跟负载的关系: (1)表述:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正 比,跟内、外电路的电阻之和成反比(2)表达式(1)路端电压随外电路电阻R增大而增大 断路短路(2)路端电压U随电流I变化的图象 3、在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电 源内阻,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 ( )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
2、DI1减小,I2不变,U减小SR1R2R3E rA1A2VabB揭示教学目标并引入新课 1、熟练应用闭合电路欧姆定律解决电路动 态变化问题。 2、知道解决电路动态变化问题的两种方法 。 3、理解闭合电路的功率表达式,知道闭合 电路中能量的转化。 4、会求解电源(负载)的最大输出(消耗) 功率问题。一、 动态电路的讨论1、问题概述? 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。 2、解决动态电路的基本思路是什么? 基本思路是“部分整体部分”。即从阻值变化的的 入手,由串并联规律判知R总的变化情况再由闭合电路 欧姆定律判知I总和U端的变化
3、情况,最后由部分电路欧 姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变 化情况问题引导下再学习(1)确定电路的外电阻R外总如何变化; 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路 的总电阻一定增大(或减小) 若电键的闭合使串联的用电器增多,总电阻增大; 若电键的闭合使并联的支路增多,总电阻减小。方法归纳:SR1R2R3E rA1A2Vab( 2)根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化;(3)由U内=I总r确定电源内电压如何变化;(4)由U外=EU内确定电源的外电 压 ( 路端电压 )如何变化;(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化;( 6)确定支路两端电压如何变化
4、以及通过各支路的电流如何变化(可利用串联电路的电压关系、并联电 路的电流关系)。SR1R2R3E rA1A2Vab2008年高考物理广东卷 1、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及 滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器 的触头由中点滑向b端时, 下列说法正确的是( )A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大,电流表读数减小D电压表读数减小,电流表读数增大rRabR1R2EAVA课堂训练与检测二、总结动态电路的规律 如下“串反并同”“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接 并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联
5、或间接并联的电阻中的 电流、两端电压、电功率都将减小。“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接 串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中 的电流、两端电压、电功率将增大。注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路。 对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分 别引起的效果相同,则该原则的结果成立;若各变量 对同一对象分别引起的效果相反,则“串反并同”法则 不适用。2、右图电路中, 设R1增大,各电阻中的电流和 两端电压如何变化? R1R2R3R4E rI2I1I3I4I解:R1增大,总电阻增大;I 减小;由U=E-Ir,U增大; 因此U4
6、、I4增大;由I3= I-I4, I3、U3减小; 由U2=U-U3,U2、I2增大; 由I1=I3 I2,I1减小。应用“串反并同”法则分析同样可得到结果: R1增大,R3与R1串联,电流I3、电压U3均减小; R2、R4与R1并联,电流I2、I4均增大;电压U2 、U4均增大。课堂训练与检测1、分压器电路总电阻的变化如图所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电 阻构成,其中一段与电器并联(以下简称并联段), 另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑 动变阻器的总电阻为R,灯泡的电阻为R灯,与灯泡并 联的那一段电阻为R并,则分压器的总电阻为:由上式可以看出,当R并减小时,R总增大;
7、当R并增大时,R总减小。 由此可以得出结论:分压器总电阻的变化与并联段电 阻的变化情况相反,与串联段电阻的变化相同。完全达标教学由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻 最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。完全达标教学2 、3如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,当滑动 变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1 、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2,下列说法中正确的是 ( )A小灯泡L1、L2变暗,L3变亮B小灯泡L3变暗,L1、L2变亮CU1U2DU1=U2V1V2L1L2L3PB完全达标教学由于闭合电路中内、外电路的电流相等,1电源提供的功率:(电源功率) 2电
8、源的输出功率: (外电路得到的功率) 3电源内阻上的热功率: 三、闭合电路中的功率4闭合电路中的能量转化电源电源 提供提供 电能电能外电路消外电路消 耗的能量耗的能量内电路消内电路消 耗的电能耗的电能结论:电源的效率随外电阻的增大而增大5.电源的工作效率对纯电阻电路,电源的效率为:6.电源最大输出功率电源的输出功率最大时,其效率只有50.0 RPrPM3.电源的电动势和内阻都保持一定,在 外电路的电阻逐渐减小的过程中,下 面说法中正确的是( )ACDACDA电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小课堂训练与检测4.如图
9、所示的电路中,电源的电动势为 2V,内阻为0.5, R0为2,变阻器的阻 值变化范围为0-10, 求: (1)变阻器阻值多大时,R0消耗功率最大 . (2)变阻器阻值多大时,变阻器消耗的 功率最大.其最大功率为多少?R0E rRR=0R=0,R=2.5R=2.5时时, P, Pm m=1W=1W课堂训练与检测5.对负载为R的纯电阻电路,当R=r时,电源输出的最 大功率(亦即负载获得的最大功率)为P =2/4r这个命 题成立的前提条件是,电源电动势E和内阻r均为定值 ,外电路负载只有一个可变电阻 完全达标教学方法归纳:等效电源法 若电路结构发生了变化,外电路负载不是一 个可变电阻,而是几个串联电
10、阻、并联电 阻或混联电阻,欲求可变电阻的最大功率 ,可用等效电源法求解,具体解题过程如 下: (1)建立等效电源E0(0,r0)模型 建模方法:把外电路中的全部定值电阻都纳 入电源E(,r)内,把它们当成E内阻的一部 分,跟E构成电动势为0、内阻为r0的等效 电源 (0,r0),且使外电路中只保留一个可 变电阻 (2)求出0和r0 0的求法:0等于E0外电路断路时的路端电压 当E0外电路负载为串联电阻时,0= r0的求法:r0等于E内阻r跟纳入E内全部定值 电阻的电阻之和 (3)求可变电阻获得的最大功率当可变电阻 R=r0时, 获得的最大功率(亦即E0输出最大 功率)P = 02 /r 0课堂小结 一、电路动态分析问题 1.基本思路:局部整体局部R外变化规律总结 2.规律总结:并同串反适用条件 二、电路中功率问题 1.P总=P外+P内 2.电源的效率 3.电源的最大输出功率: R=r 等效电源法作业布置 1.必做题:一线精练 2.预习:测金属电阻率的实验