tjh第2课时 闭合电路的欧姆定律
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闭合电路欧姆定律表达式
闭合电路欧姆定律表达式
闭合电路欧姆定律，也叫做欧姆定律，它是物理和电子学中最重要的定律之一。
这种定律被认为是物理和电子学学科中研究电流和电压关系、功率转换与传输的基础。
指出了电路中电流和电压的对称性，并说明了电路元件在功率转换和传输方面的基本特性。
欧姆定律指出，在在闭合电路中，电流与电压之间存在一个简单的线性关系。
它指出，在一个欧姆环路中，电流和电压的乘积总是一个定值，这个定值被称为欧姆介质。
这句话的意思是，当有一个回路，电压和电流是一定的时候，欧姆介质的值也将是一定的。
根据欧姆定律，欧姆介质的表达式可以写成：RI = V/I，其中R 表示欧姆介质，V表示电压，I表示电流，单位为欧姆。
RI称为电阻电流（Ri），它指示一个电路中流动的电流是多少，它是电路中电阻与电压的函数。
在实际应用中，欧姆定律可以用来计算闭合电路中的电流和电压之间的关系，这种关系是电路中电阻与电压的函数，以及电阻与电流的函数。
同时，欧姆定律还可用来求解复杂电路中电流和电压之间的关系，可以更好地分析电路中电功率的转换与传输。
欧姆定律对电力学和电子学的研究具有重要的意义。
它最重要的意义在于，它可以提供一个良好的理论框架，用来研究电路中电压与电流之间的关系。
通过应用欧姆定律，我们可以更好地了解电路中的功率转换和传输的特性。
欧姆定律是电路闭合的基本定律，它说明了一个电路中的电流与
电压之间的关系。
欧姆定律对电路的研究有莫大的帮助，并且也是物理和电子学学科中最重要的定律之一。
它为物理学和电子学提供了一个良好的理论框架，为我们了解电路中电功率的转换和传输提供了重要的参考依据。
《闭合电路的欧姆定律》PPT课件(第2课时)
O
（2）在横轴上的截距：表示电源的短路电流
（3）图像斜率的绝对值：表示电源的内阻。
短路
I
I
1．一块太阳能电池，测得它的开路电
压为800 mV，短路电流为40 mA，若将
该电池与一阻值为20 Ω的电阻器构成一
闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.10 V
B．0.20 V
C．0.30 V
D．0.40 V
电源提供的总能量等于内、 外电路中电能转化为其他形 式的能的总和
④式适用于纯电阻电 路，⑤式普遍适用
U=E-Ir
思考3：了解到路端电压与电流之间的 关系之后，我们发现路端电压与负载 之间的关系又如何呢？
五、路端电压与负载之间的关系
纯电阻电路
由路端电压与电流之间的关系U=E-Ir推导可见：U E E r
路端电压就是外电阻两 端的电压U＝IR＝400 mV＝0.40 V
外电路开路，电源两端 的电压等于电动势大小
2、将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V， 当电路中有6C的电荷流过时，求：
(1)有多少其他形式的能转化为电能. (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能. 答案：(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J；(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J
四、路端电压与电流之间的关系
图：外电路为非纯 电阻电路
一切电路都适用
电源转化电能：W EIt
消耗电能：W外 UIt；W内 I 2rt 由能量守恒可得：W W外 W内
能量关系：EIt UIt I 2rt 约去t得功率关系：EI UI I 2r
约去I得： E U Ir
四、路端电压与电流之间的关系 1、表达式 根据E=U+Ir ，此时U为路端电压，Ir为内电路电压，则有 U=E-Ir
【优秀文档】人教高中物理选修第二章闭合电路的欧姆定律PPT资料
（2）表达式 I E
Rr
2．路端电压跟负载的关系：
（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大
闭合电路:由内电路和外电路组成。 理解内、外电路的电势降落。 四、电源的U —I图象
A DC B
C D
B
R
(1)若外电路中电阻为R，电流是I，在时间t E r
内，外电路中有多少电能转化为内能？
Q外=I2Rt
(2)若内电路电阻为r，在时间t内，内电路也
有一部分电能转化为内能，是多少？
Q内=I2rt
(3)电流通过电源（电动势为E）时，在时 间t内，有多少其他形式能转化为电能？
AB
E r 电源的电动势等于电源没有接入电路时，两极间的电压，所以当电源接入电路时电动势将发生变化
E = I1R1 + I1r 根据 U = E –Ir 可知路端电压U是电流I的一次函数
内电路 根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路合电路
2.闭合回路中的电流方向
四、电源的U —I图象
根据 U = E –Ir 可知路端电压U是电流I的一次函数
断路
短路
I短 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E
②在横轴上的截距表示电源的短路电流 I短 E / r
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻. r u I
1．闭合电路欧姆定律
（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．
S
I E 1.5 A1A E r Rr 1.3 80.12
路端电压 U I R 1 1 .3 V 8 1 .3 V 8
例2、如图，R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时, 电流表读数I1；当开关处于位置2时,电流表读数I2。
闭合电路的欧姆定律ppt课件
（1）内容：闭合电路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： =
，适用于纯电阻电路。
+
（3）常用变形公式： = + ; 适用于纯电阻电路。
= 外 + 内 ; 外 =E-Ir.适用于任何电路。
3、闭合电路电势变化情况
电源内部非静电力做功，电源内部从负极到正极电势升高E.
12.2闭合电路的欧姆定律
教学目标
• 1.理解电动势
• 2.了解外电路、内电路,知道电动势等于内外电路电势降落之和
• 3.理解闭合电路欧姆定律的内容,掌握其表达式
• 4.会分析路端电压与负载的关系
问题导入：
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多
个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这
D．12 V
随堂检测
2.在如图所示的电路中，电阻R＝2.0 Ω，电源的电动势为3.0 V，内电
阻r＝1.0 Ω，不计电流表的内阻，闭合开关S后，路端电压为 ( C )
A．30 V
B．1.5 V
C．2.0 V
D．1.0 V
随堂检测
3.如图所示，a、b、c三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧
坏。当滑动变阻器的触头P向下移动时，下列说法正确的是( A )
外 =IR，外电路上沿着电流方向,在用电器(负载）上有电势的降落。
内 =Ir，内电路有电阻，沿着电流方向,在内电路上也有电势的降落。
φ高
U内
E
U外
φ低
E
r
R
E=U外+U内
电源的电动势等于内、
外电路电势降落之和
三、路端电压跟负载的关系
路的电阻之和成反比。
（2）表达式： =
，适用于纯电阻电路。
+
（3）常用变形公式： = + ; 适用于纯电阻电路。
= 外 + 内 ; 外 =E-Ir.适用于任何电路。
3、闭合电路电势变化情况
电源内部非静电力做功，电源内部从负极到正极电势升高E.
12.2闭合电路的欧姆定律
教学目标
• 1.理解电动势
• 2.了解外电路、内电路,知道电动势等于内外电路电势降落之和
• 3.理解闭合电路欧姆定律的内容,掌握其表达式
• 4.会分析路端电压与负载的关系
问题导入：
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多
个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这
D．12 V
随堂检测
2.在如图所示的电路中，电阻R＝2.0 Ω，电源的电动势为3.0 V，内电
阻r＝1.0 Ω，不计电流表的内阻，闭合开关S后，路端电压为 ( C )
A．30 V
B．1.5 V
C．2.0 V
D．1.0 V
随堂检测
3.如图所示，a、b、c三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧
坏。当滑动变阻器的触头P向下移动时，下列说法正确的是( A )
外 =IR，外电路上沿着电流方向,在用电器(负载）上有电势的降落。
内 =Ir，内电路有电阻，沿着电流方向,在内电路上也有电势的降落。
φ高
U内
E
U外
φ低
E
r
R
E=U外+U内
电源的电动势等于内、
外电路电势降落之和
三、路端电压跟负载的关系
第二课时闭合电路的欧姆定律 PPT
典例剖析
【例3】 如图所示得电路中,电源电动势为6 V,当开关S接通 后,灯泡L1与L2都不亮,用电压表测得各部分电压就是Uab=6 V,Uad=0,Ucd=6 V,由此可判定( )
A、 L1与L2得灯丝都烧断了 B、 L1得灯丝烧断了 C、 L2得灯丝烧断了 D、变阻器R断路
[解析] 由题目给出得条件可知,电路中有得地方有电压,说明
4r
R
由上式可以瞧出:(1)当R=r时,电源得输出功率最大,
Pm E2 , 4r
此时电源效率η=50%、
(2)当R>r时,随着R得增大输出功率越来越小、
(3)当R<r时,随着R得增大输出功率越来越大、
(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能得外电阻R1与R2, 且R1·R2=r2、
(5)P外与R得关系如图所示、
由
2
5 调至6.5 .即电阻应增加1.5 .
答案:(1)2、5 Ω (2)增加1、5 Ω
第二关:技法关 解读高考 解题技法
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
一､ 电源得最大输出功率与用电器获得最大功率得分析方
法
技法讲解
1、电源得输出功率:P出 UI
RE 2 (R r)2
E2 (R r)2
②公式: E W . q
③单位:伏特,用“V”表示、 ④物理意义:反映电源把其她形式得能转化为电能本领得大小, 在数值上等于非静电力把1C得正电荷在电源内部从负极移送 到正极所做得功、
二､ 闭合电路得欧姆定律 知识讲解 1、闭合电路欧姆定律 ①文字表达:闭合电路中得电流跟电源电动势成正比,跟内､外 电路中得电阻之与成反比、 ②数学表达式:I E
1、确定电容器与哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器 两端电压、
闭合电路欧姆定律内容
闭合电路欧姆定律内容闭合电路欧姆定律是电学中最基本的定律之一，它描述了电流、电压和电阻之间的关系。
欧姆定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆于1827年发现的，他的研究成果对于现代电学的发展起到了重要的推动作用。
欧姆定律可以用一个简单的公式来表示：U = I * R。
其中，U代表电压（单位为伏特），I代表电流（单位为安培），R代表电阻（单位为欧姆）。
这个公式告诉我们，在一个闭合电路中，电压等于电流乘以电阻。
根据欧姆定律，我们可以得出以下几个重要的结论：1. 当电阻不变时，电流和电压成正比。
这意味着，如果我们增加电压，电流也会增加；如果我们减小电压，电流也会减小。
这个关系可以通过欧姆定律的公式来表示：I ∝ U。
2. 当电流不变时，电压和电阻成正比。
这意味着，如果我们增加电阻，电压也会增加；如果我们减小电阻，电压也会减小。
这个关系可以通过欧姆定律的公式来表示：U ∝ R。
3. 当电压不变时，电流和电阻成反比。
这意味着，如果我们增加电阻，电流会减小；如果我们减小电阻，电流会增加。
这个关系可以通过欧姆定律的公式来表示：I ∝ 1/R。
根据欧姆定律，我们可以计算闭合电路中的任意两个参数，只要我们知道其中一个参数的数值。
例如，如果我们知道电流和电阻的数值，我们可以使用欧姆定律的公式来计算电压；如果我们知道电压和电阻的数值，我们可以使用欧姆定律的公式来计算电流。
欧姆定律在实际应用中非常重要。
它可以帮助我们理解和解决各种与电流、电压和电阻有关的问题。
例如，在家庭用电中，我们可以使用欧姆定律来计算房间中各个电器的功率消耗；在工业生产中，我们可以使用欧姆定律来设计和调整各种电路和设备。
除了基本的欧姆定律公式之外，还有一些与之相关的扩展定律。
例如，功率定律描述了功率、电流和电压之间的关系；基尔霍夫定律描述了闭合电路中节点电流和节点电压之间的关系。
这些扩展定律进一步丰富了欧姆定律的应用领域。
总之，闭合电路欧姆定律是电学中最基本、最重要的定律之一。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路动态分析
在如图所示的电路中，将开关S由 断开变为闭合后，分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中，将电阻R0 的滑片向下滑，分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大，电流越小，外电压越大； 效率越大。
输出功率最大时：
当R
r时，I
E 2r
，U
E 2
，P出
E2 4r
；
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时，分析电源输出功率，R1的 功率，R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件： P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时，P出 0；断路
当R
r时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中，三个特殊状态的联系：
当R
0时，I
E r
，U
0，P出
0；
短路
当R 时，I 0，U E，P出 0； 断路
3、规律： 当U 0时，P出 0； 短路
当U E时，P出 0； 断路
当U
E 2
时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
第2课时：闭合电路欧姆定律
，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10 Ω。求：
(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是
多少？
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率
最大？最大功率是多少？
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？
最大功率是多少？
（4）当电源的输出功率最大时，电源的效率为多少？
电阻之和成 反比 。
2．公式
E
R＋r (只适用于纯电阻电路)
(1)I＝_______
(2)E＝ U 内＋U 外 (适用于任何电路)
3．路端电压 U 与电流 I 的关系
(1)关系式：U＝ E－Ir 。(适用于任何电路)
(2)U-I 图像
①当电路断路即 I＝0 时，纵轴的截距为 电源电动势 。
②当外电路电压为 U＝0 时，横轴的截距为短路电流 。
小，电压表的示数变小，R1 两端的电压变大，R2 两端的电压变
小，电流表的示数变小，A 项正确。
法二：“串反并同”结论法
变阻器 R0 的滑动端向下滑动，R0 接入电路的电阻变小，因
电压表与电流表都与 R0“间接并联”，故由“串反并同”法知，
电压表与电流表的示数都减小，A 项正确。
法三：极限法
假设 R0 的滑动触头移动到最下端，使 R0 接入电路的阻值变
③图线的斜率的绝对值为电源的 内阻 。
[ 注意]
将电压表接在电源两极间测得的电压 U 是指路端
电压，不是内电阻两端的电压，也不是电源电动势。
三、闭合电路的功率及效率
电源总功率
任意电路：P 总＝ EI ＝P 出＋P 内
纯电阻电路：E＝I(R＋r)
2
E
P 总＝I2(R＋r)＝
(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是
多少？
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率
最大？最大功率是多少？
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？
最大功率是多少？
（4）当电源的输出功率最大时，电源的效率为多少？
电阻之和成 反比 。
2．公式
E
R＋r (只适用于纯电阻电路)
(1)I＝_______
(2)E＝ U 内＋U 外 (适用于任何电路)
3．路端电压 U 与电流 I 的关系
(1)关系式：U＝ E－Ir 。(适用于任何电路)
(2)U-I 图像
①当电路断路即 I＝0 时，纵轴的截距为 电源电动势 。
②当外电路电压为 U＝0 时，横轴的截距为短路电流 。
小，电压表的示数变小，R1 两端的电压变大，R2 两端的电压变
小，电流表的示数变小，A 项正确。
法二：“串反并同”结论法
变阻器 R0 的滑动端向下滑动，R0 接入电路的电阻变小，因
电压表与电流表都与 R0“间接并联”，故由“串反并同”法知，
电压表与电流表的示数都减小，A 项正确。
法三：极限法
假设 R0 的滑动触头移动到最下端，使 R0 接入电路的阻值变
③图线的斜率的绝对值为电源的 内阻 。
[ 注意]
将电压表接在电源两极间测得的电压 U 是指路端
电压，不是内电阻两端的电压，也不是电源电动势。
三、闭合电路的功率及效率
电源总功率
任意电路：P 总＝ EI ＝P 出＋P 内
纯电阻电路：E＝I(R＋r)
2
E
P 总＝I2(R＋r)＝
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U=IR=20×10-3×20 V=400 mV. 答案:400
要点突破
要点一
电路动态分析
S 为开关,
解疑难 提知能
【例 1】 如图,E 为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3 为定值电阻,S0、
与
分别为电压表与电流表.初始时 S0 与 S 均闭
)
合,现将 S 断开,则(
A. B. C. D.
的读数变大, 的读数变大, 的读数变小, 的读数变小,
方法技巧 程序法:即“局部→整体→局部” (1)确定电路的外电阻如何变化.
E (2)根据闭合电路的欧姆定律 I= ,确定电路的总电 Rr
流如何变化. (3)由电源内电压 U 内=Ir,确定电源的内电压如何变化. (4)由路端电压 U=E-U 内,确定电源的路端电压(外电压)如 何变化. (5)由欧姆定律及串、并联电路的特点判断各部分电路 的电压、电流变化情况,顺序是先判断电阻不变的部分, 后判断电阻变化的部分.
〚思路探究〛 (1)充电完毕后,该电路是怎样连接的? 答案:充电完毕后,电容器所在的支路相当于断路,电路中 R2、R3、R4 串联后接在电源上. (2)充电完毕后,电阻 R1 上是否有电流,电容器 C1、C2 各与 哪个电阻并联?电容器的带电荷量与电压有何关系? 答案:充电完毕后,电阻 R1 上无电流,电容器 C1 与 R2 并联,
【教师备用】知识联系
1.电路中的电场 (1)在外电路,由电源、导线所积累的电荷形成,电场的分布不随 时间变化,基本性质与静电场相同. (2)在内电路,由于电源正、负极积聚的正、负电荷,存在着由正 极指向负极的电场. 2.电路中能量的转化 (1)在外电路,电荷在电场力作用下定向移动,电势能减小,电能 转化为其他形式的能. (2)在内电路,一方面电荷在非静电力作用下移动,克服静电力 做功,把其他形式的能转化为电能,另一方面电流通过内阻使一 部分电能转化为内能.
方法技巧 直流电路中含有电容器电路的分析方法 (1)电容器支路中的电流:只有当电容器充、放电时,电容器 所在支路中才会有电流;当电路稳定时,电容器对电路的作 用是断路. (2)电容器极板间的电压跟与它并联的用电器的电压相等, 与电容器串联的电阻不分压,电阻两端电压为零. (3)充、放电电流方向:一般根据正极板电荷变化情况判断. (4)电压变化带来的电容器的变化: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ΔQ=C·ΔU 计算电容器上电荷量的变化.
测路端电
压,故 压增大,
答案:B
的读数变大.R1 的电压减小,则 R3 的电 的读数变大,故选项 B 正确.
【针对训练 1 1】 (2014 合肥市一模)如图所示的电路中,电压表 都看做理想电表,电源内阻为 r.闭合开关 S,当把滑动变阻器 R3 的滑片 P 向 b 端移动时( )
A.电压表 V1 的示数变大,电压表 V2 的示数变小 B.电压表 V1 的示数变小,电压表 V2 的示数变大 C.电压表 V1 的示数变化量大于电压表 V2 的示数变化量 D.电压表 V1 的示数变化量小于电压表 V2 的示数变化量
思维激活
1.某电解池,如果在1秒钟内共有5.0×10 个二价正离子和 1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截 面的电流是( D ) A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A 解析:I=
18
q1 q2
t 18 19 19 19 5.0 10 2 1.6 10 1.0 10 1.6 10 = A 1
E 2.公式: I (只适用于纯电阻电路). Rr
3.电动势与电压的关系:E=U 外+U 内. 4.U I 关系图:如图所示,路端电压随着电路中电流的增大而 减小.
(1)当电路断路即 I=0 时,纵坐标的截距为电动势. (2)当外电路电压 U=0 时,横坐标的截距为短路电流. (3)图线的斜率的绝对值为电源的内阻. (4)对于 U I 图像中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横坐标的交点坐标小 于短路电流,但直线的斜率大小仍等于电源的内阻. 5.路端电压和负载的关系
【教师备用】 含电容器电路的动力学问题:含 电容器电路如果和力学知识相结合一般是分 析电容器内电场强度的变化,进而分析带电粒 子在电容器内的运动状态.常涉及牛顿第二定 律、动能定理等知识.
【针对训练 2 1】 A,B 两块正对的金属板竖直放置,间距为 d,在金属板 A 的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电 小球.两块金属板接在如图所示的电路中,其中 R1 为光敏电 阻,R2 为滑动变阻器,R3 为定值电阻.当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时闭合开关 S.此时电流表 A 和电压表 V 的示数分别为 I 和 U,带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为θ ,电源电 动势 E 和内阻 r 一定.以下说法中正确的是( )
第 2 课时 闭合电路 的欧姆定律
三、电流表、电压表的改装
改装为电压表 原理 串联较大电阻分压 改装为大量程电流表 并联较小电阻分流
改装 原理图
分压电 阻或分 流电阻 改装后电 表内阻
U=Ig(Rg+R)
IgRg=(I-Ig)·R 所以 R=
U 所以 R= -Rg Ig
RV=Rg+R
I g Rg I Ig
=3.2 A.选项 D 正确.
基础整合
梳理整合
【教师备用】 电动势和内阻
1.电动势
抓主干 固双基
(1)数值:等于不接用电器时电源正负两极间的电压. (2)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领 大小的物理量. 2.内阻:电源内部电路上的电阻.
一、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正比,跟内、外 电路的电阻之和成反比.
解析:当滑动变阻器 R3 的滑片 P 向 b 端移动时,接入电路 中的 R3 增大,电压表 V1 和 V2 和 R3 均是并联,根据“串反并 同”结论,可知电压表 V1 和 V2 示数均变大,故选项 A、B 错 误.设电压表 V1 示数为 U1,电压表 V2 示数为 U2,干路电流为 I,则有 U1=U2+IR1,则ΔU1=ΔU2+ΔIR1,根据 “串反并同” 结 论可知 I 减小,即ΔI<0,则ΔU1<ΔU2,故选项 D 正确. 答案:D
U ,qE=mgtan θ,则小球稳定后,θ变小,故选项 B 错误;若用更强的 d
光照射 R1,R1 阻值变小,则 I 增大,U 减小,故选项 C 错误;由于电源内阻
U r= ,故选项 D 正确. I
答案:D
要点三 闭合电路的功率
【例 3】(双选题)在如图(a)所示的电路中,R1 为定值电 阻,R2 为滑动变阻器.闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 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( )
的读数变小 的读数变大 的读数变小 的读数变大
〚思路探究〛 (1)S 断开时,外电路的总电阻如何变化? 答案:由于原来 R2、 R3 并联,S 断开时该部分电阻变大,总电 阻变大. (2)S 断开时,电压表的示数是电阻 R1、R3 两端的电压之和 吗?该示数等于电源的电动势吗? 答案:是 不等于
解析:S 断开,电路总电阻增大,据闭合电路欧姆定律知 总电流减小,内电压减小,路端电压增大,
答案:增大 减小 E 0
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV, 短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω 的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是 mV.
E 解析:电池板开路电压即为电动势,短路电流 Im= , r 800 103 则 r= Ω=20 Ω,当与 20 Ω电阻连成闭合 3 40 10 E 800 103 电路时 I= = A=20×10-3 A,则 Rr 20 20
Q 电容器 C2 与 R2、R3 并联,由公式 C= 知,电容器的带电荷 U
量与电压成正比.
解析:R1 上没有电流流过,R1 是等势体,故减小 R1,C1 两 端电压不变,C2 两端电压不变,C1、C2 所带的电荷量都 不变,选项 A 错误;增大 R2,C1、C2 两端电压都增大,C1、 C2 所带的电荷量都增加,选项 B 正确;增大 R3,C1 两端电 压减小,C2 两端电压增大,C1 所带的电荷量减小,C2 所带 的电荷量增加,选项 C 错误;减小 R4,C1、C2 两端电压都 增大,C1、C2 所带的电荷量都增加,选项 D 正确. 答案:BD
E E (1)一般情况:根据 U=IR= ·R= 可知,当 R 增大时 U 增大,R 减小时 U r Rr 1 R
减小.
外电路断电，R为无穷大，I 0，U E. (2)特殊情况 E 外电路短路， R 0, U 0, I (短路电流). r
二、电源的功率和效率 见附表
要点二 含容电路
【例 2】 (双选题)(2014 宁波模拟)如图所示,R1、 R2、 R3、 R4 均为可变电阻,C1、C2 均为电容器,电源的电动势为 E, 内阻 r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值,则( A.减小 R1,C1、C2 所带的电荷量都增加 B.增大 R2,C1、C2 所带的电荷量都增加 C.增大 R3,C1、C2 所带的电荷量都增加 D.减小 R4,C1、C2 所带的电荷量都增加 )
2.如图所示,闭合开关S,当外电阻R增大时,路端电压(电 压表的示数) ;当外电阻R减小时,路端电压 ;当外电路断开(R→∞)时,路端电压U= ;当 电源两端短路时,R=0,路端电压U= .
解析:由 U=E-Ir 可知,当电阻 R 增大时 I 减小,U 增大,R 减
E 小时 I 增大,U 减小,R→∞时 I=0,U=E,R=0 时,I= 则 U Rg
四、电功、电热及电功率和热功率
电功(率) 公式 物理 意义 W=IUt,P=IU 电流通过导体时转化为 其他形式的能的多少或 快慢 电热(热功率) Q=I Rt,P=I R 电流通过导体时电能转化 为内能的多少或快慢
要点突破
要点一
电路动态分析
S 为开关,
解疑难 提知能
【例 1】 如图,E 为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3 为定值电阻,S0、
与
分别为电压表与电流表.初始时 S0 与 S 均闭
)
合,现将 S 断开,则(
A. B. C. D.
的读数变大, 的读数变大, 的读数变小, 的读数变小,
方法技巧 程序法:即“局部→整体→局部” (1)确定电路的外电阻如何变化.
E (2)根据闭合电路的欧姆定律 I= ,确定电路的总电 Rr
流如何变化. (3)由电源内电压 U 内=Ir,确定电源的内电压如何变化. (4)由路端电压 U=E-U 内,确定电源的路端电压(外电压)如 何变化. (5)由欧姆定律及串、并联电路的特点判断各部分电路 的电压、电流变化情况,顺序是先判断电阻不变的部分, 后判断电阻变化的部分.
〚思路探究〛 (1)充电完毕后,该电路是怎样连接的? 答案:充电完毕后,电容器所在的支路相当于断路,电路中 R2、R3、R4 串联后接在电源上. (2)充电完毕后,电阻 R1 上是否有电流,电容器 C1、C2 各与 哪个电阻并联?电容器的带电荷量与电压有何关系? 答案:充电完毕后,电阻 R1 上无电流,电容器 C1 与 R2 并联,
【教师备用】知识联系
1.电路中的电场 (1)在外电路,由电源、导线所积累的电荷形成,电场的分布不随 时间变化,基本性质与静电场相同. (2)在内电路,由于电源正、负极积聚的正、负电荷,存在着由正 极指向负极的电场. 2.电路中能量的转化 (1)在外电路,电荷在电场力作用下定向移动,电势能减小,电能 转化为其他形式的能. (2)在内电路,一方面电荷在非静电力作用下移动,克服静电力 做功,把其他形式的能转化为电能,另一方面电流通过内阻使一 部分电能转化为内能.
方法技巧 直流电路中含有电容器电路的分析方法 (1)电容器支路中的电流:只有当电容器充、放电时,电容器 所在支路中才会有电流;当电路稳定时,电容器对电路的作 用是断路. (2)电容器极板间的电压跟与它并联的用电器的电压相等, 与电容器串联的电阻不分压,电阻两端电压为零. (3)充、放电电流方向:一般根据正极板电荷变化情况判断. (4)电压变化带来的电容器的变化: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ΔQ=C·ΔU 计算电容器上电荷量的变化.
测路端电
压,故 压增大,
答案:B
的读数变大.R1 的电压减小,则 R3 的电 的读数变大,故选项 B 正确.
【针对训练 1 1】 (2014 合肥市一模)如图所示的电路中,电压表 都看做理想电表,电源内阻为 r.闭合开关 S,当把滑动变阻器 R3 的滑片 P 向 b 端移动时( )
A.电压表 V1 的示数变大,电压表 V2 的示数变小 B.电压表 V1 的示数变小,电压表 V2 的示数变大 C.电压表 V1 的示数变化量大于电压表 V2 的示数变化量 D.电压表 V1 的示数变化量小于电压表 V2 的示数变化量
思维激活
1.某电解池,如果在1秒钟内共有5.0×10 个二价正离子和 1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截 面的电流是( D ) A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A 解析:I=
18
q1 q2
t 18 19 19 19 5.0 10 2 1.6 10 1.0 10 1.6 10 = A 1
E 2.公式: I (只适用于纯电阻电路). Rr
3.电动势与电压的关系:E=U 外+U 内. 4.U I 关系图:如图所示,路端电压随着电路中电流的增大而 减小.
(1)当电路断路即 I=0 时,纵坐标的截距为电动势. (2)当外电路电压 U=0 时,横坐标的截距为短路电流. (3)图线的斜率的绝对值为电源的内阻. (4)对于 U I 图像中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横坐标的交点坐标小 于短路电流,但直线的斜率大小仍等于电源的内阻. 5.路端电压和负载的关系
【教师备用】 含电容器电路的动力学问题:含 电容器电路如果和力学知识相结合一般是分 析电容器内电场强度的变化,进而分析带电粒 子在电容器内的运动状态.常涉及牛顿第二定 律、动能定理等知识.
【针对训练 2 1】 A,B 两块正对的金属板竖直放置,间距为 d,在金属板 A 的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电 小球.两块金属板接在如图所示的电路中,其中 R1 为光敏电 阻,R2 为滑动变阻器,R3 为定值电阻.当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时闭合开关 S.此时电流表 A 和电压表 V 的示数分别为 I 和 U,带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为θ ,电源电 动势 E 和内阻 r 一定.以下说法中正确的是( )
第 2 课时 闭合电路 的欧姆定律
三、电流表、电压表的改装
改装为电压表 原理 串联较大电阻分压 改装为大量程电流表 并联较小电阻分流
改装 原理图
分压电 阻或分 流电阻 改装后电 表内阻
U=Ig(Rg+R)
IgRg=(I-Ig)·R 所以 R=
U 所以 R= -Rg Ig
RV=Rg+R
I g Rg I Ig
=3.2 A.选项 D 正确.
基础整合
梳理整合
【教师备用】 电动势和内阻
1.电动势
抓主干 固双基
(1)数值:等于不接用电器时电源正负两极间的电压. (2)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领 大小的物理量. 2.内阻:电源内部电路上的电阻.
一、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正比,跟内、外 电路的电阻之和成反比.
解析:当滑动变阻器 R3 的滑片 P 向 b 端移动时,接入电路 中的 R3 增大,电压表 V1 和 V2 和 R3 均是并联,根据“串反并 同”结论,可知电压表 V1 和 V2 示数均变大,故选项 A、B 错 误.设电压表 V1 示数为 U1,电压表 V2 示数为 U2,干路电流为 I,则有 U1=U2+IR1,则ΔU1=ΔU2+ΔIR1,根据 “串反并同” 结 论可知 I 减小,即ΔI<0,则ΔU1<ΔU2,故选项 D 正确. 答案:D
U ,qE=mgtan θ,则小球稳定后,θ变小,故选项 B 错误;若用更强的 d
光照射 R1,R1 阻值变小,则 I 增大,U 减小,故选项 C 错误;由于电源内阻
U r= ,故选项 D 正确. I
答案:D
要点三 闭合电路的功率
【例 3】(双选题)在如图(a)所示的电路中,R1 为定值电 阻,R2 为滑动变阻器.闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 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( )
的读数变小 的读数变大 的读数变小 的读数变大
〚思路探究〛 (1)S 断开时,外电路的总电阻如何变化? 答案:由于原来 R2、 R3 并联,S 断开时该部分电阻变大,总电 阻变大. (2)S 断开时,电压表的示数是电阻 R1、R3 两端的电压之和 吗?该示数等于电源的电动势吗? 答案:是 不等于
解析:S 断开,电路总电阻增大,据闭合电路欧姆定律知 总电流减小,内电压减小,路端电压增大,
答案:增大 减小 E 0
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV, 短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω 的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是 mV.
E 解析:电池板开路电压即为电动势,短路电流 Im= , r 800 103 则 r= Ω=20 Ω,当与 20 Ω电阻连成闭合 3 40 10 E 800 103 电路时 I= = A=20×10-3 A,则 Rr 20 20
Q 电容器 C2 与 R2、R3 并联,由公式 C= 知,电容器的带电荷 U
量与电压成正比.
解析:R1 上没有电流流过,R1 是等势体,故减小 R1,C1 两 端电压不变,C2 两端电压不变,C1、C2 所带的电荷量都 不变,选项 A 错误;增大 R2,C1、C2 两端电压都增大,C1、 C2 所带的电荷量都增加,选项 B 正确;增大 R3,C1 两端电 压减小,C2 两端电压增大,C1 所带的电荷量减小,C2 所带 的电荷量增加,选项 C 错误;减小 R4,C1、C2 两端电压都 增大,C1、C2 所带的电荷量都增加,选项 D 正确. 答案:BD
E E (1)一般情况:根据 U=IR= ·R= 可知,当 R 增大时 U 增大,R 减小时 U r Rr 1 R
减小.
外电路断电，R为无穷大，I 0，U E. (2)特殊情况 E 外电路短路， R 0, U 0, I (短路电流). r
二、电源的功率和效率 见附表
要点二 含容电路
【例 2】 (双选题)(2014 宁波模拟)如图所示,R1、 R2、 R3、 R4 均为可变电阻,C1、C2 均为电容器,电源的电动势为 E, 内阻 r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值,则( A.减小 R1,C1、C2 所带的电荷量都增加 B.增大 R2,C1、C2 所带的电荷量都增加 C.增大 R3,C1、C2 所带的电荷量都增加 D.减小 R4,C1、C2 所带的电荷量都增加 )
2.如图所示,闭合开关S,当外电阻R增大时,路端电压(电 压表的示数) ;当外电阻R减小时,路端电压 ;当外电路断开(R→∞)时,路端电压U= ;当 电源两端短路时,R=0,路端电压U= .
解析:由 U=E-Ir 可知,当电阻 R 增大时 I 减小,U 增大,R 减
E 小时 I 增大,U 减小,R→∞时 I=0,U=E,R=0 时,I= 则 U Rg
四、电功、电热及电功率和热功率
电功(率) 公式 物理 意义 W=IUt,P=IU 电流通过导体时转化为 其他形式的能的多少或 快慢 电热(热功率) Q=I Rt,P=I R 电流通过导体时电能转化 为内能的多少或快慢