高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 2講 閉合電路歐姆定律課件 新人教版

第二講閉合電路歐姆定律 1理解閉合電路及電動(dòng)勢的意義2會(huì)運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行有關(guān)問題的分析與計(jì)算3理解閉合電路路端電壓與電流的關(guān)系及圖象一、電動(dòng)勢1概念：電動(dòng)勢是電源把正電荷從負(fù)極送到正極非靜電力所做的功和移送電荷量的比值，E ，表征的是做功的本領(lǐng)2物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極送到正極非靜電力非靜電力所做的功所做的功電動(dòng)勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，也跟外電路無關(guān)二、閉合電路的歐姆定律1閉合電路的幾個(gè)名詞(1)外電路和內(nèi)電路：閉合電路由兩部分組成，一部分是 的電路，叫外電路；另一部分是 的電路，叫內(nèi)電路(2)外電阻和內(nèi)電阻：(略)電源外部電源外部電源內(nèi)部電源內(nèi)部2閉合電路的歐姆定律(1)定律表述：閉合電路中的 和 成正比，跟 成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律(2)表達(dá)式： ；常用表達(dá)式： .UEIr電流電流電源的電動(dòng)勢電源的電動(dòng)勢內(nèi)、外電路的電阻之和內(nèi)、外電路的電阻之和閉合電路上，沿電流的流向，電勢如何變化？提示：在內(nèi)電路上，沿電流方向電勢逐漸升高；在外電路上，沿電流方向電勢逐漸降低三、路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的1外電路的電阻增大時(shí)，I ，路端電壓 2外電路斷開時(shí)，R，路端電壓U .3外電路短路時(shí)，R0，路端電壓U ，I (短路電流)減小減小升高升高E0短路電流由電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻共同決定，由于r一般很小，短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災(zāi)四、路端電壓跟電流強(qiáng)度的關(guān)系路端電壓跟電流強(qiáng)度的關(guān)系是UEIr，用圖象表示如圖所示，由圖知，路端電壓隨電流的增加而減小，其函數(shù)關(guān)系是線性關(guān)系此圖象的物理意義是：1圖線與縱軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓等于電源的 .2圖線斜率大小代表電源的內(nèi)阻r，內(nèi)阻越大，直線傾斜得越厲害；內(nèi)阻趨近于 時(shí)，直線趨近于跟橫軸平行3圖中U與U分別表示電流為I1時(shí)外電壓和內(nèi)電壓從圖象可以看出，I 增大時(shí)，外電壓U減小，內(nèi)電壓U增大，但二者之和保持不變4圖中Im代表短路電流，Im .電動(dòng)勢電動(dòng)勢E零零一、直流電路的動(dòng)態(tài)分析根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況，常見方法如下：1程序法：基本思路是“部分整體部分”，即從阻值變化的部分入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷R總的變化情況，再由歐姆定律判斷I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律判斷各部分物理量的變化情況，其一般思路為：閉合電路的電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，如圖所示，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端時(shí)，下列說法中正確的是A小燈泡L1、L3變亮，L2變暗B小燈泡L3變暗，L1、L2變亮C電壓表V1示數(shù)變化量較小D電壓表V2示數(shù)變化量較小【錯(cuò)源探究】對(duì)動(dòng)態(tài)分析的程序不熟悉、方法不熟練造成錯(cuò)誤【錯(cuò)因分析】錯(cuò)解1沒有按正常程序進(jìn)行分析，認(rèn)為當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端時(shí)，其阻值減小，則L1變亮，兩端電壓升高，L3變亮，則L2兩端電壓降低，變暗，錯(cuò)選A項(xiàng)錯(cuò)解2不根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行定量分析和計(jì)算，由電阻減小、電流增大判斷，V1的示數(shù)U1IR，V2的示數(shù)U2IR2，電流的增加量相同，而L3、L1與滑動(dòng)變阻器部分總電阻R減小，R2不變，因此電壓表V1的示數(shù)變化量比較小，錯(cuò)選C.【正確解答】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端時(shí)，并聯(lián)電路總電阻減小(局部)，總電流I增大，路端電壓U減小(整體)干路電流增大，則L2變亮；與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的燈泡L1電流增大，變亮；與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的燈泡L3電壓U3UU2，U減小，U2增大，則U3減小，L3變暗U1減小，U2增大，而路端電壓UU1U2減小，所以U1的變化量大于U2的變化量答案：BD.AI1增大，I2不變，U增大BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大 DI1減小，I2不變，U減小答案：B二、含容電路的分析1簡化電路時(shí)可以把電容器處電路作為斷路，簡化電路時(shí)可以去掉，在求電荷量時(shí)在相應(yīng)位置補(bǔ)上2電路穩(wěn)定后，與電容器同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線3電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充放電若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電可由QCU計(jì)算電容器上電荷量的變化4在直流電路中，如果串聯(lián)或并聯(lián)了電容器應(yīng)該注意，在與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，所以電阻不起降低電壓作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差；如果電容器與電源并聯(lián)，電路中有電流通過電容器兩端的充電電壓不是電源電動(dòng)勢E，而是路端電壓U.5在含容電路中，當(dāng)電路發(fā)生變化時(shí)，除了要判斷和計(jì)算電容器兩端的電壓外，還必須要判斷電容器極板上極性的變化，防止出現(xiàn)電容器先放電后反向充電的現(xiàn)象友情提示：在分析含容電路中電容器變化時(shí)很重要是分析電容器電壓變化情況，若電容器與某一用電器并聯(lián)，則電容器電壓與該用電器兩端電壓相同，也可以根據(jù)電勢的變化來判斷電容器兩端電壓如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d40 cm.電源電動(dòng)勢E24 V，內(nèi)電阻r1 ，電阻R15 .閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v04 m/s豎直向上射入板間若小球帶電荷量為q1102 C，質(zhì)量為m2102 kg，不考慮空氣阻力那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？(取g10 m/s2)【思維點(diǎn)撥】2如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r，電阻R3為定值電阻，R1、R2為滑動(dòng)變阻器，A、B為電容器兩個(gè)水平放置的極板當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑動(dòng)觸頭處于圖示位置時(shí)，A、B兩板間的帶電油滴靜止不動(dòng)則下列說法中正確的是()A把R2的觸頭向右緩慢移動(dòng)時(shí)，油滴向下運(yùn)動(dòng)B把R1的觸頭向右緩慢移動(dòng)時(shí)，油滴向上運(yùn)動(dòng)C緩慢增大極板A、B間的距離，油滴靜止不動(dòng)D緩慢減小極板A、B的正對(duì)面積，油滴向上運(yùn)動(dòng)解析：因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器R2與平行板電容器串聯(lián)，故無論R2變大還是變小，電容器兩極板間的電壓都等于路端電壓，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的觸頭向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，則電路的總電阻變大，電流變小，內(nèi)電壓變小，路端電壓變大，電容器兩極板間的電壓變大，所以電場力變大，油滴向上運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確； 答案：B三、電路故障分析1故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：電路中發(fā)生斷路，表示為電源電壓不為零而電流為零，若外電路中無用電器的任意兩點(diǎn)間電壓不為零，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分無斷點(diǎn)(2)短路特點(diǎn)：若外電路中發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而電壓為零2故障的分析方法這類題目要從已知條件出發(fā)，進(jìn)行嚴(yán)密地推理，找出故障的原因具體分為兩種方法：(1)儀器檢測法斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則該電路沒有被短路或不完全被短路(2)假設(shè)法已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路用此方法，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止 如圖所示的電路中，燈泡A和B都是正常發(fā)光的，忽然燈泡B比原來變暗了一些，而燈泡A比原來變亮了一些，試判斷電路中什么地方出現(xiàn)了斷路故障AR1BR2CR3D電燈B【規(guī)律解答】先假設(shè)R1所在支路斷路，則外電路總電阻增大，A、B兩燈的電壓均增大，兩燈消耗的電功率也增大，兩燈都應(yīng)變亮這與題設(shè)現(xiàn)象不符合，可見R1支路完好再假設(shè)R2所在支路斷路，則A燈所在的并聯(lián)支路的電阻增大，導(dǎo)致外電路總電阻增大，干路中總電流I總減小，電源的路端電壓U增大，則流過R1的電流I1增大， 答案：B【方法歸納】電路的故障分析電路出現(xiàn)的故障有兩個(gè)原因：短路；斷路(包括接線斷路或者接觸不良、電器損壞等情況)一般檢測故障用電壓表如果電壓表示數(shù)為0，說明電壓表上無電流通過，可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)段內(nèi)有短路如果電壓表有示數(shù)，說明電壓表上有電流通過，則在并聯(lián)段之外無斷路，或并聯(lián)段內(nèi)無短路3如圖所示，電源電動(dòng)勢為6 V，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uad0，Ucd6 V，Uab6 V，由此可判定()AL1和L2的燈絲都斷了BL1的燈絲斷了CL2的燈絲斷了D變阻器R斷路解析：由Uab6 V，可知電源完好；燈泡都不亮，說明電路中出現(xiàn)斷路故障，且在外電路a、b之間；由Ucd6 V可知，燈泡L1與變阻器R是導(dǎo)通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故L2斷路C對(duì)答案：C 在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用I、U1、U2和U3表示下列比值正確的是答案：AC 如圖所示電路中，R14 ，R26 ，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí)，理想電流表A的示數(shù)為3 A，則當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，電流表示數(shù)可能為A3.2 A B2.1 AC1.2 A D0.8 A答案：B 如圖所示，E10 V，C1C230 F，R14.0 ，R26.0 ，電池內(nèi)阻可忽略先閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，再將S斷開，則斷開S后流過R1的電荷量為多少？UC20，UC1IR21.06.0 V6.0 V, 電容器C1極板帶電荷量Q1C1UC1301066.0 C1.8104 C當(dāng)開關(guān)S斷開后，電源通過電阻R1向電容器C1充電，并通過R2向C2充電，穩(wěn)定后電阻R1、R2中無電流通過，UC1UC2E10 V通過電阻R1的電荷量等于電容器C1被充電的電荷量和電容器C2被充電的電荷量之和(注意：電容器C1原來帶電荷量為Q1C1UC1，電容器C2極板上原來不帶電)，QC1UC1C1UC1C2UC2(3010610301066.03010610)C4.2104 C.