《27闭合电路的欧姆定律课件（人教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《27闭合电路的欧姆定律课件（人教版选修3-1）（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律1一台一台发电发电机用机用0.5 A的的电电流向外流向外输电输电，在，在1 min内将内将180 J 的机械能的机械能转转化化为电为电能，能，则发电则发电机的机的电电动势为动势为()A6 V B360 V C120 V D12 V答案答案：A精彩回眸精彩回眸2如如图图271所示，虚所示，虚线线框内是一个未知框内是一个未知电电路，路，测测得它的两端点得它的两端点a、b之之间电间电阻是阻是R，在，在a、b之之间间加上加上电压电压U，测测得流得流过这电过这电路的路的电电流流为为I，则则未知未知电电路的路的电电功率一定是功率一定是 ()图图271解析解析：因为虚
2、线框中电路未知，所以不知电路因为虚线框中电路未知，所以不知电路是否为纯电阻电路，求电功率只能用公式是否为纯电阻电路，求电功率只能用公式PUI.答案答案：C一、闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1内、外电路内、外电路(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路电路(2)特点：外电路中电流由电源特点：外电路中电流由电源_流向流向_，沿电，沿电流方向电势流方向电势_，内电路中电流由电源，内电路中电流由电源_流向流向_，沿电流方向电势，沿电流方向电势_.2闭合电路的能量转化闭合电路的能量转化非静电力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能非静电
3、力做功等于内、外电路电能转化为其他形式能的总和，即：的总和，即：EIt_.新知梳理新知梳理正极正极负负极极降低降低负负极极正极正极升高升高I2RtI2rt闭闭合合电电路的欧姆定律路的欧姆定律(1)内容：内容：闭闭合合电电路里的路里的电电流，跟流，跟电电源的源的电动势电动势成成_，跟内、外，跟内、外电电路的路的电电阻之和成阻之和成_.或或E_. 或或E_. (3)适用条件：适用条件：、适于外适于外电电路路为为_电电路，路，适于一切适于一切电电路路3正比正比反比反比IRIrU外外U内内纯电纯电阻阻二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系1当外电阻当外电阻R增大时，电流增大时，电流I减小，内
4、电压减小，内电压Ir减小，路减小，路端电压端电压_.2当外电阻当外电阻R减小时，电流减小时，电流I增大，内电压增大，内电压Ir增大，路增大，路端电压端电压_.3两个特例：两个特例：外电路断开时，外电路断开时，R，I_，U_，据此特点可，据此特点可测电源电动势测电源电动势外电路短路时，外电路短路时，R0，I_，U_，据此特点可，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因增大增大减小减小0E01电动势电动势和和电压电压的比的比较较对电动势和电压的理解对电动势和电压的理解电压电压电动势电动势意意义义电压电压表示静表示静电电力做功力做功将将电电能能转
5、转化化为为其他形其他形式能的本式能的本领领电动势电动势表示非静表示非静电电力力做功将其他形式的能做功将其他形式的能转转化化为电为电能的本能的本领领决定决定因素因素电压电压是由是由电电源、源、导导体体电电阻、外阻、外电电路的路的连连接接方式共同决定方式共同决定电动势电动势只由只由电电源本身源本身决定，与外决定，与外电电路无关路无关2.关于关于电动势电动势E的几个关系式的几个关系式(1)EU内内U外外，适用于所有的，适用于所有的闭闭合合电电路路(2)EI(Rr)，由，由闭闭合合电电路的欧姆定律得到，它路的欧姆定律得到，它仅仅适用于外适用于外电电路路为纯电为纯电阻的阻的电电路路(3)UEIr，适用于
6、所有的，适用于所有的闭闭合合电电路，常用来判断路，常用来判断路端路端电压电压的的变变化和化和测测量量电电源的源的电动势电动势和内阻和内阻3路端路端电压电压的的变变化化 电电源的源的电动势电动势和内阻由和内阻由电电源本源本 身决定，不随外身决定，不随外电电路路电电阻的阻的变变 化而化而变变化，而化，而电电流、路端流、路端电压电压 是随着外是随着外电电路路电电阻的阻的变变化而化而变变 化的化的图图2721对对于于电动势电动势和内和内电电阻确定的阻确定的电电源的路端源的路端电压电压，下列，下列说说法正确的是法正确的是(I、U、R分分别别表示干路表示干路电电流、路端流、路端电压电压和外和外电电阻阻)
7、()AU随随R的增大而减小的增大而减小 B当当R0时时，U0C当当电电路断开路断开时时，I0，U0 D当当R增大增大时时，U也会增大也会增大解析解析：由路端电压公式由路端电压公式UEIr知知C错，由错，由UIR知知B对，根据电压对内外电路的分配对，根据电压对内外电路的分配关系知关系知A错，错，D对对答案答案：BD由由EItI2RtI2rt知知EII2RI2r，P外外= I2RP内内= I2rP总总=EI1.各部分功率关系分析各部分功率关系分析2电电源的源的输输出功率出功率当外当外电电路路为纯电为纯电阻阻电电路路时讨论时讨论如下：如下：(1)电电源的源的输输出功率出功率 (2)P出出对对外外电电
8、阻阻R的函数关系的函数关系图图象象 (如如 图图273)Rr时时，R越大，越大，P出出越小越小图图273(3)电源的效率，可见，外电阻R越大，电源的效率越高特别提醒特别提醒：(1)电源输出功率越大，效率不一电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%.(2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成内阻以外的其他电阻看成内阻2关于关于电动势电动势及及闭闭合合电电路欧姆定律，下列路欧姆定律，下列说说法正法正确的是确的是 ()A电电源源电动势电动势越大，越大，电电源所能提供的源所能提供的
9、电电能就越多能就越多B电电源源电动势电动势等于路端等于路端电压电压C外外电电路的路的电电阻越大，路端阻越大，路端电压电压就越大就越大D路端路端电压电压增大增大时时，电电源的源的输输出功率可能减小出功率可能减小答案答案：CD说一说说一说一些同学可能有这样的经验；傍晚用电多的时候，灯一些同学可能有这样的经验；傍晚用电多的时候，灯光发暗，而光发暗，而点拨点拨：家庭电路的用电器都是并联的，当傍晚用电多家庭电路的用电器都是并联的，当傍晚用电多的时候或插上电炉、电暖气等用电多的电器时，负载的时候或插上电炉、电暖气等用电多的电器时，负载增多，外电阻增多，外电阻R R减小，整个电路的总电阻减小，干路中减小，整
10、个电路的总电阻减小，干路中电流增加，输电线路上的电压增加，使用电器两端的电流增加，输电线路上的电压增加，使用电器两端的电压变小，灯光变暗电压变小，灯光变暗思考与讨论思考与讨论设电源的电动势设电源的电动势E3 V，内阻，内阻r2 ，请根据，请根据，点拨点拨：(1)外电路断开的状态对应图外电路断开的状态对应图中的中的A点，此时电路中电流为零，路点，此时电路中电流为零，路端电压达到最大值，内电压为零，端电压达到最大值，内电压为零，路端电压等于电源的电动势路端电压等于电源的电动势3 V.(2)电动势电动势E的大小等于纵轴截距，的大小等于纵轴截距，故电动势越大，图象与纵轴的交点故电动势越大，图象与纵轴的
11、交点纵坐标越大纵坐标越大(3)电源短路时，路端电压等于零，干路中电电源短路时，路端电压等于零，干路中电流最大，对应于坐标系中的流最大，对应于坐标系中的B点，此时电流的点，此时电流的大小等于横轴截距大小等于横轴截距1.5 A.【例例1】 如如图图274所示的所示的电电路中，路中，电电源的源的电动势电动势E为为3.2 V，电电阻阻R的阻的阻值为值为30 ，小灯泡，小灯泡L的的额额定定电压为电压为3.0 V，额额定功率定功率为为4.5 W，当开关，当开关S接位置接位置1时时，电压电压表的表的读读数数为为3.0 V，那么当，那么当开关开关S接位置接位置2时时，小灯泡，小灯泡L能正能正常常发发光光吗吗？
12、实际实际功率是多少？功率是多少？图图274答案：不能正常工作1.28 W 答案答案：不能正常工作：不能正常工作1.28 W 此时小灯泡的实际功率为：此时小灯泡的实际功率为：P实实I22RL0.822 W1.28 W从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此时很从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此时很暗，不能正常工作暗，不能正常工作一太阳能一太阳能电电池板，池板，测测得它的开路得它的开路电压为电压为800 mV，短路，短路电电流流为为40 mA，若将，若将该电该电池板与一池板与一阻阻值为值为20 的的电电阻器阻器连连成一成一闭闭合合电电路，路，则则它的路它的路端端电压电压是是()A0.10 V B0.20 V
13、 C0.30 V D0.40 V答案答案：D【例例2】 如如图图275所示，所示，电电路中路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变变阻器的最大阻阻器的最大阻值值R10 .(1)在在变变阻器的阻阻器的阻值值R为为多大多大时时，变变阻器上消耗的功率最大？阻器上消耗的功率最大？(2)在在变变阻器的阻阻器的阻值值R为为多大多大时时，定，定值电值电阻阻R0上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？图图275反思领悟反思领悟：在解答第二问时，有些同学又会用在解答第二问时，有些同学又会用第一问的方法来求解，把第一问的方法来求解，把R归为内阻，调节归为内阻，调节R使使内阻内阻RrR0，这样使用是错误的因为，这样使
14、用是错误的因为R0是是定值电阻，由定值电阻，由PI2R0知，只要电流最大，知，只要电流最大，P就最就最大在研究电阻大在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意上消耗的最大功率时，应注意区分区分“可变与定值可变与定值”这两种情况，两种情况中求这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的解的思路和方法是不相同的将阻将阻值为值为4 和和10 的两个的两个电电阻阻R1、R2分分别别接在同一接在同一电电源上，源上，结结果果R2上消耗的功率上消耗的功率P2比比R1上消耗的功率上消耗的功率P1大，大，则则 ()A电电源内阻一定大于源内阻一定大于4 B两两电电阻串阻串联联后接此后接此电电源，外源，外电电路路总
15、总功率一定功率一定大于只接大于只接R2时时的功率的功率C两两电电阻并阻并联联后接此后接此电电源，外源，外电电路路总总功率一定功率一定小于只接小于只接R1时时的功率的功率D只接只接R1时电时电源消耗的功率一定大于只接源消耗的功率一定大于只接R2时时消耗的功率消耗的功率解析解析：根据电源输出功率随外电阻的根据电源输出功率随外电阻的变化关系曲线如图所示变化关系曲线如图所示因为因为R2消耗的功率消耗的功率P2比比R1消耗的功率消耗的功率P1大所以有大所以有R1R2R14 .A选选项正确，项正确，D选项正确选项正确R1与与R2的并联电的并联电阻一定小于阻一定小于R1的电阻由电源的输出的电阻由电源的输出动
16、率曲线可知外电路总功率一定小于动率曲线可知外电路总功率一定小于只接只接R1时的功率时的功率C正确若正确若R1与与R2串串联，其电阻大于联，其电阻大于R2的电阻外电路的的电阻外电路的消耗的总功率不一定大于只接消耗的总功率不一定大于只接R2时的时的功率功率B错误错误答案答案：ACD【例例3】 在如在如图图276的的闭闭合合电电路中，当滑片路中，当滑片P向右移向右移动时动时，两两电电表表读读数的数的变变化是化是 ()A. 变变大，大， 变变大大B. 变变小，小， 变变大大C. 变变大，大， 变变小小D. 变变小，小， 变变小小图276图图276答案答案：B反思领悟反思领悟：闭合电路中由于局部电阻变化
17、闭合电路中由于局部电阻变化( (或开关的或开关的通断通断) )引起各部分电压、电流引起各部分电压、电流( (或灯泡明暗或灯泡明暗) )发生变化发生变化的问题的分析方法如下：的问题的分析方法如下：1 1程序法：程序法：“部分部分整体整体部分部分”(1)(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化由局部电阻变化判断总电阻的变化(3)根据根据UEIr判断路端电压的变化判断路端电压的变化(4)由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电 压及电流的变化压及电流的变化以上分析可形象表示为：以上分析可形象表示为：R局局 R总总 I总总 U端端增大增大减小减小增大增大减小
18、减小增大增大减小减小减小减小增大增大I分分U分分 如如图图277所示，所示，电电源源电动势为电动势为E，内阻，内阻为为r，不，不计计电压电压表和表和电电流表内阻流表内阻对电对电路的路的影响，当影响，当电键闭电键闭合后，两小灯合后，两小灯泡均能泡均能发发光在将滑光在将滑动变动变阻器阻器的触片逐的触片逐渐渐向右滑向右滑动动的的过过程中，程中，下列下列说说法正确的是法正确的是 ()图图277A小灯泡小灯泡L1、L2均均变变暗暗B小灯泡小灯泡L1变变亮，小灯泡亮，小灯泡L2变变暗暗C电电流表流表 的的读读数数变变小，小，电压电压表表 的的读读数数变变大大D电电流表流表 的的读读数数变变大，大，电压电压
19、表表 的的读读数数变变小小解析解析：滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表路端电压变大，总电流变小，故电流表 的读的读数变小，电压表数变小，电压表 的读数变大，小灯泡的读数变大，小灯泡L2变暗，变暗，小灯泡小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增两端电压增大小灯泡大小灯泡L1变亮，变亮，B、C正确正确答案答案：BC【例例4】 在如在如图图278所示的所示的电电路中，灯泡路中，灯泡L的的电电阻大于阻大于电电源源的内
20、阻的内阻r，闭闭合合电键电键S，将滑，将滑动动变变阻器滑片阻器滑片P向左移向左移动动一段距离一段距离后，下列后，下列结论结论正确的是正确的是 ()A灯泡灯泡L变变亮亮B电电源的源的输输出功率出功率变变小小C电电容器容器C上上电电荷量减少荷量减少D电电流表流表读读数数变变小，小，电压电压表表读读数数变变大大图图278解析解析：将滑动变阻器滑片将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A选项选项错误；路端电压变大，电阻错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容两端电压变大，电容器器C两端电压变大，电容器
21、两端电压变大，电容器C上电荷量增加，上电荷量增加，C选项选项错误；错误；D选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的的电阻大于电源的内阻内阻r，则外电路电阻比，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小，大得越多，输出功率越小，B选项正确选项正确答案答案：BD反思领悟反思领悟：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电因此电容器两极板间的电压就等
22、于该支路两端的电压压(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联在电阻两端的电压相等极板间的电压与其并联在电阻两端的电压相等(3)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充的充(放放)电如果电容器两端电压升高，电容器将电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电路放电 如如图图279所示，所示，C为为两极板水平放置的平行板两极板水平放置的平行板电电容容器，器，闭闭合开关合开关S，当滑，当滑动变动变阻阻器器R1
23、、R2的滑片的滑片处处于各自的中于各自的中点位置点位置时时，悬悬在在电电容器容器C两极两极板板间间的的带电尘带电尘埃埃P恰好恰好处处于静于静止状止状态态要使要使尘尘埃埃P向下加速向下加速运运动动，下列方法中可行的是，下列方法中可行的是 ()A把把R2的滑片向左移的滑片向左移动动B把把R2的滑片向右移的滑片向右移动动C把把R1的滑片向左移的滑片向左移动动D把开关把开关S断开断开图图279解析解析：考查电路的串并联知识要使尘埃向下加速考查电路的串并联知识要使尘埃向下加速运动，必须减小电场力，即减小板间电压由于滑运动，必须减小电场力，即减小板间电压由于滑动变阻器动变阻器R1处于断路，调节不会有效果，
24、处于断路，调节不会有效果，C错；电容错；电容器两板间电压等于滑动变阻器器两板间电压等于滑动变阻器R2滑片左边部分的电滑片左边部分的电压，因此要把压，因此要把R2的滑片向左移动，的滑片向左移动，A对；断开开关对；断开开关S时，电容器的电压等于电源的电动势，板间电压会时，电容器的电压等于电源的电动势，板间电压会增大，增大，D错误错误答案答案：A两种两种UI图象的物理意义的比较及应用图象的物理意义的比较及应用在恒定电流这一章里，我们要接触两种在恒定电流这一章里，我们要接触两种UI图象，图象，即部分电路欧姆定律的即部分电路欧姆定律的UI图象与闭合电路欧姆定图象与闭合电路欧姆定律的律的UI图象下面就两种
25、图象下面就两种UI图象的区别和联图象的区别和联系加以剖析系加以剖析创新拓展创新拓展1两种两种UI图图象的区象的区别别(1)表示的内容：部分表示的内容：部分电电路欧姆定律的路欧姆定律的UI图图象如象如图图2710所示，是所示，是对对某固定某固定电电阻而言的，阻而言的，纵纵坐坐标标和横和横坐坐标标分分别别代表了代表了该电该电阻两端的阻两端的电压电压U和通和通过该电过该电阻的阻的电电流流I，反映了，反映了I跟跟U的正比例关系；的正比例关系；闭闭合合电电路欧姆定路欧姆定律的律的UI图图象如象如图图2711所示，是所示，是对闭对闭合合电电路整路整体而言的，体而言的，U外外表示路端表示路端电压电压，I表示
26、通表示通过电过电源的源的电电流，流，图图象反映了象反映了U外外与与I的制的制约约关系关系图图2711图图2710(2)图图象的物理意象的物理意义义：图图2710表示表示导导体的性体的性质质，在在该图该图中中U与与I成正比的前提是成正比的前提是电电阻阻R保持一定；而保持一定；而图图2711表示表示电电源的性源的性质质，电电源的源的电动势电动势和内阻保和内阻保持不持不变变，外，外电电阻阻R外外是是变变化的，正是化的，正是R外外的的变变化，才有化，才有U外外和和I的的变变化化(5)决定因素不同：决定因素不同：电电源的源的UI图图象由象由电电源决定，源决定，与外与外电电路无关；路无关；电电阻的阻的UI
27、图图象由象由电电阻决定，与阻决定，与电电源无关源无关2两种两种图图象的象的联联系系如如图图2712所示，在同一个所示，在同一个UI图图下，画出两种下，画出两种图图象象(1)交点坐交点坐标标：两：两图图象的交点象的交点P的坐的坐标标(IP，UP)表示表示电电源源E与与电电阻阻R串串联联时时的工作的工作电电流和流和电电阻阻R的的电压电压(亦即亦即电电源的路端源的路端电压电压)(2)虚虚线线框和坐框和坐标轴标轴所所围围“面面积积”表示表示电电源的源的输输出功率，即出功率，即P出出UPIP.图图2712【例例5】 如如图图2713所示，直所示，直线线A为电为电源的源的UI图图象，直象，直线线B、C分分别别为电为电阻阻R1、R2的的UI图图利用利用该电该电源分源分别别与与R1、R2组组成成闭闭合合电电路路时时，电电源的源的输输出功率分出功率分别为别为P1、P2，电电源的效率分源的效率分别为别为1、2，则则： ()AP1P2 BP12 D12图图2713答案答案：C
