《2020版高考物理新优选大一轮人教通用版课件：8.2 第2节 闭合电路欧姆定律及其应用 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理新优选大一轮人教通用版课件：8.2 第2节 闭合电路欧姆定律及其应用 .pptx（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第2节 闭合电路欧姆定律及其应用,-2-,基础夯实,自我诊断,一、电阻的串、并联,-3-,基础夯实,自我诊断,二、电源的电动势和内阻 1.电源 电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置;从能的转化角度看,电源是将其他形式的能转化为电能 的装置。 2.电动势 (1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷 在电源内从负极 移送到正极 所做的功。,(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。 3.内阻 电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫作电源的内阻 ,它是电源的另一重要参数。,-4-,基础夯实,自我诊断,三、闭合电路欧姆定律 1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势
2、成正比 ,跟内、外电路的电阻之和成反比 。,3.路端电压U与电流I的关系 (1)关系式:U=E-Ir 。 (2)U-I图像如图所示。 当电路断路,即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势 。 当外电路电压U=0时,横坐标的截距为短路电流 。 图线的斜率的绝对值为电源的内阻 。,-5-,基础夯实,自我诊断,四、电路的功率和效率 1.电源的功率P总=EI 。 2.电源内部损耗的功率P内=I2r 。 3.电源的输出功率P出=UI 。,-6-,基础夯实,自我诊断,1.根据E=U+Ir画出电源的U-I图像,根据图线如何求电源的电动势和内阻? 提示：纵轴截距表示电源电动势,图线的斜率的大小表示内阻。,-7-,
3、基础夯实,自我诊断,2.右图是一较简单的闭合回路,推导出电源的输出功率的表达式,并求出电源的最大输出功率。,-8-,基础夯实,自我诊断,1.下列关于电动势的说法正确的是( ) A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比 B.电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压 C.非静电力做的功越多,电动势就越大 D.E= 只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的,答案,解析,-9-,基础夯实,自我诊断,2.如果闭合电路中电源的电动势为12 V ,外电压为10 V,当有0.5 C电荷量通过电路时,下列结论正确的是( ) A.在电源内部
4、,非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能 B.在电源内部,静电力将6 J的其他形式的能转化为电能 C.在电源外部,静电力将5 J的电能转化为其他形式的能 D.在电源外部,静电力将6 J的电能转化为其他形式的能,答案,解析,-10-,基础夯实,自我诊断,3.(多选)如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡都正常发光,且两个电路的总功率相等。则下列对这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间的关系的说法正确的是( ) A.U甲2U乙 B.U甲=2U乙 C.R甲=4R乙 D.R甲=2R乙,答案,解析,-11-,基础夯实,自我诊断,4.(多选)右图是某电源的路端电压与电流的关系图像,下列结
5、论正确的是( ) A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 ,答案,解析,-12-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,电阻的串、并联(自主悟透) 串、并联电路的几个常用结论 1.当n个等值电阻R0串联时,R串=nR0,并联时R并= R0。 2.串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻。 3.在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小)。 4.某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和。,-13-,考点一,考点二,考点三,考点
6、四,考点五,突破训练 1.电阻R1和R2分别标有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( ) A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W,答案,解析,-14-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 。另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计。则( ) A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V D.当cd两端接
7、通测试电源时,ab两端的电压为80 V,答案,解析,-15-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,电路的动态分析(师生共研) 1.电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构或电阻发生了变化,一处变化又引起了一系列的变化。 2.电路动态分析的方法 (1)程序法 电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化 固定支路,-16-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(2)“串反并同”结论法 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。 所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻
8、中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。 (3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例1(多选)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1、L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向下滑动,则( ) A.L1灯变亮 B.L2灯变暗 C.R1上消耗的功率变大 D.电源内部消耗的功率变大,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例2如图所示,电源内阻不能忽略,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表和电流
9、表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片向右移动时,V1示数变化的绝对值为|U1|,V2示数变化的绝对值为|U2|,下列说法正确的是( ) A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大 B.电压表V1、V2的示数都变小 C.|U1|=|U2| D.|U1|U2|,答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,方法归纳利用程序法分析电路动态变化问题的一般步骤 (1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。 (2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R总如何变化。 (3)根据闭合电路欧姆定律I总= ,确定电路的总电流如何变化。 (4)由U内=I总r确定电源的内电压如何变化。 (5)
10、由U外=E-U内确定路端电压如何变化。 (6)由部分电路欧姆定律确定支路上某定值电阻两端的电压如何变化。 (7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,突破训练 3.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当开关闭合后,两只小灯泡均能发光。现将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动,下列说法正确的是( ) A.小灯泡L1、L2均变暗 B.小灯泡L1变亮,L2变暗 C.电流表A的读数变小, 电压表V的读数变大 D.电流表A的读数变大, 电压表V的读数变小,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四
11、,考点五,电路中的功率及效率问题(师生共研),-22-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,由P出与外电阻R的关系图像可知:,当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小。 当Rr时,随着R的增大输出功率越来越大。 当P出P出max时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。,-23-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例3(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的( ) A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小,答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例4(2016陕西西安模拟
12、)如图所示,E=8 V,r=2 ,R1=8 ,R2为滑动变阻器接入电路中的有效阻值,问: (1)要使滑动变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大? (2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多大?这时电源的效率是多大? (3)调节R2的阻值,能否使电源以最大的功率 输出?为什么?,答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,思维点拨(1)R2为滑动变阻器,其电功率最大的条件是什么? (2)R1为定值电阻,其电功率最大的条件是什么? (3)电源输出最大功率为 的条件是什么? 提示：(1)R2=R1+r (2)R2=0 (3)
13、R1+R2=r,-26-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,特别提醒电源功率及效率问题的三点注意 (1)当电源输出功率最大时,效率并不是最大,此时=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,其消耗的功率仅取决于电路中电流的大小,即根据P=I2R来判断,与输出功率大小的判断方法不同。 (3)外电阻为可变电阻时,要根据能量转化与守恒求解(即P出=P外=P变+P固),且外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大。,-27-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,突破训练 4.某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P输出和电源内部的发热功率P热随电流
14、I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。下列说法错误的是 ( ) A.直线a表示电源的总功率 B.曲线c表示电源的输出功率 C.电源的电动势E=3 V,内阻r=1 D.电源的最大输出功率Pmax=9 W,答案,解析,-28-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,两种U-I图像的综合应用(师生共研) 两种图像的比较,-29-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,-30-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例5(多选)如图所示,直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的图线,曲线是一个小灯泡的U-I曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说
15、法正确的是( ) A.电源1与电源2的内阻之比是125 B.电源1与电源2的电动势之比是11 C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是511 D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是12,答案,解析,-31-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,思维点拨(1)如何求电源和的内阻? (2)电源和小灯泡串联后,它们一定相等的物理量是哪个量?,提示： (1)由r= 来求。 (2)流过它们的电流。,规律总结利用两种图像解题的基本方法 利用电源的U-I图像和电阻的U-I图像解题时,无论电阻的U-I图像是直线还是曲线,解决此类问题的基本方法都是图解法。即把电源和电阻的U-I图线画在同一坐标系中
16、,图线的交点即电阻的“工作点”,由此可求电阻的电压和电流,其他的量也可求。,-32-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,突破训练 5.如图所示直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡L1的U-I图线的一部分,用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光,则下列说法正确的是 ( ) A.此电源的内阻为 B.灯泡L1的额定电压为3 V,额定功率为6 W C.把灯泡L1换成阻值恒为1 的纯电阻,电源的输出功率将变小 D.由于小灯泡L1的U-I图线是一条曲线,所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用,答案,解析,-33-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,含电容器电路的分析(
17、师生共研),1.含容电路的简化 不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。 2.电路稳定时电容器的处理方法 电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等。 3.电压变化带来的电容器变化 电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由Q=CU计算电容器上电荷量的变化量。,-34-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,例6(多选)如图所示,平行金属板中带电
18、质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时,则( ) A.电压表读数减小 B.电流表读数减小 C.质点P将向上运动 D.R3上消耗的功率逐渐增大,答案,解析,-35-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,规律总结含电容器电路的分析技巧 分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是: (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,此电路两端电压为电容器两端电压。 (3)当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势。,-36-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,突破训练 6.(多选)如图所示的电路中,电源电动势E=3 V,内阻r=1 ,定值电阻R1=3 ,R2=2 ,电容器的电容C=100 F,则下列说法正确的是( ) A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带的电荷量为3.010-4 C C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带的电荷量为1.510-4 C D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.010-4 C,答案,解析,