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1、第二节 电动势 闭合电路的欧姆定律,一、电动势,W/q,负极,正极,断开,负极,正极,二、闭合电路的欧姆定律 1内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_ 2公式：I_或E _.(只适用于纯电阻电路)；,正比,反比,IRIr,常用表达式EU外U内(适用于任何电路) 三、路端电压与外电阻、电流的关系 1路端电压与外电阻的关系,增大,减小,(2)外电路断开时，R为无限大，I_,路端电压U_. (3)外电路短路时，R0，U_，I (短路电流),0,E,0,2路端电压跟电流的关系 路端电压跟电流的关系是UEIr，用图象表示如图1021所示此图象的物理意义是： (1)图线与纵轴
2、的 交点对应的电压 等于电源的_,电动势,图1021,(2)图线斜率大小代表电源的_，路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在 (3)图中Im代表短路电流，Im_.,内阻,一、电源的相关功率和电源的效率 1正确区分相关电功率的含义,特别提醒：元件的总功率元件的输出功率；元件的实际功率元件的额定功率.,图1022,图1023,特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，其效率50%，当R时100%，但此时P出0无实际意义. (2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率应根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同.),即时应用 1(2012盐城联合调研)在如图1024 a所示的电路中
3、，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图b所示则( ),图1024,A图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为3.6 W D滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W,二、闭合电路的动态分析 1程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的通断)，引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析此类问题的基本步骤是： (1)由局部电阻变化判断总电阻的变化；,3特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论 特别提醒：(1)电路的动态分
4、析问题是指由于电路中某一电阻的变化造成电路中其他物理量变化，只要熟练掌握串并联电路的特点及欧姆定律即可顺利解决问题,(2)该类问题在近几年高考题中经常出现，且常以选择题考查为主,即时应用 2(2011高考北京卷)如图1025所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0的滑 动端向下滑动的过程中 ( ),图1025,A电压表与电流表的示数都减小 B电压表与电流表的示数都增大 C电压表的示数增大，电流表的示数减小 D电压表的示数减小，电流表的示数增大,三、含容电路的分析和计算 电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在
5、电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件，在电容器处电,路可看成是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压,具体做法是：,1确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压 2当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压,3电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放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路放电电量的多少可根据QCU计算,特别提醒：求解含有电容器的电路问题，首
6、先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量.,即时应用 3如图1026中电源电动势E10 V,内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：,图1026,(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流 (2)S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过R1的总电荷量,(2)S闭合时，电容器两端电压UCU2IR26 V，储存的电荷量QCUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QCUC.很显然电容器上的电荷 量增加了QQQCUCCUC1.2104 C,电容器上的电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条途径实现，所
7、以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量 答案：(1)1 A (2)1.2104C,四、电路故障问题的分析方法 1故障特点 (1)断路的特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零 (2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零,2故障的分析方法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联,若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断路 (2)短路故障的判断：用电压表与电源并联,若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零 ，则该电路被短路,即时应用 4.如图1027所示，灯泡A、B都能正常发光，后来由于电路中某个
8、电阻发生断路，致使灯泡A比原来亮一些，B比原来暗一些， 则断路的电 阻是( ),图1027,AR1 BR2 CR3 DR4 解析：选B.根据电路结构可知：若R1断路，则闭合回路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知回路总电流减小,A、B两灯总电压UABEI(rR4)增大，而两灯分配电压的比例没变，所以两灯会同时变亮，选项A错误；,若R2断路也会引起总电流减小，可知B灯将变暗，而A灯两端电压UAEI(rR4)UB，可知A灯电压将增大，A灯变亮，选项B正确；同理，若R3断路应为A灯变暗、B灯变亮，选项C错误；若R4断路，则A、B灯同时熄灭，D错误,(2011高考上海卷)如图1028所示电路中，闭合开关
9、S， 当滑动变阻器的滑动 触头P从最高端向下 滑动时( ),图1028,A电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大 B电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小 C电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大 D电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小,【答案】 A,总电阻变化的判定规律 a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) b若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小,c在如图1029所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联，另一段与并联部分串联对此
10、，应理解并记住下述结论： 当滑片左移时，R总减小；当滑片右移时，R总增大,图1029,(2)“并同串反”规律法：所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大即,(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论,变式训练1 (2012浙江台州模拟)如图10210所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动， 下列结论正 确的是( ),图10210,A电流表读数变小，电压表读数变大 B小灯泡L变
11、暗 C电容器C上的电荷量减小 D电源的总功率变大,( 满分样板 15分)(2012宁波模拟)在如图10211所示的电路中，R12 ，R2R34 ， 当开关S接a时，R2 上消耗的电功率为4 W， 当开关S接b时，电压表示数为4.5 V，试求：,图10211,(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻； (3)当开关S接c时，通过R2的电流,【思路点拨】 当开关接不同触点a、b、c时，电阻R1、R2、R3的连接方式发生了变化，搞清它们之间的连接方式是解题的前提和关键,变式训练2 (创新题)维修工在电梯中设计了一个超载报警器，原理如图10212所示，利用电路中电流变化来启动报警器，当电 路电流超过I0时， 报警器就会响,图10212,电梯底板与四根相同的金属弹簧相连,底板质量不计滑动变阻器的滑动端与底板相连，当电梯里没有人时，滑动变阻器触头恰好指在变阻器的最上端，接通电源时电路中的电流小于I0.设变阻器的总电阻为RL，总长度为L,电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R0，报警器电阻不计,每根弹簧的劲度系数为k，其他阻力不计求：电梯最大的载重量.,答案：见解析,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,