1、欢欢 迎迎 莅莅 临临 指指 导导闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 园区二中高三物理备课组园区二中高三物理备课组 2012、12、4一、电动势的意义、闭合电路欧姆、电动势的意义、闭合电路欧姆二、电路动态问题讨论、电路动态问题讨论三、电路功率问题讨论、电路功率问题讨论学习目标学习目标 关于电源的电动势，下面说法的正确的关于电源的电动势，下面说法的正确的是：（是：（）A、电源的电动势就是接在电源两极间的电、电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压压表测得的电压B、同一电源接入不同的电路，电动势就会、同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化发生变化C、电源的电动势是表示电源把其他形式的、电
2、源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量能转化为电势能的本领大小的物理量D、在闭合电路中，当外电阻变大时，路端、在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大电压增大，电源的电动势也增大 C思考问题思考问题一、电动势一、电动势1、电源：把其它形式的能转换成电能的装置电源：把其它形式的能转换成电能的装置表征电源把其它形式的能转换成电能的本领表征电源把其它形式的能转换成电能的本领2、电动势、电动势E数值上等于数值上等于电源没有电源没有接入电路时两极间的接入电路时两极间的电压电压在闭合电路中：在闭合电路中：外外 内内qWE非静电力 如图所示电路中，电源的电动势
3、如图所示电路中，电源的电动势E E9 V9 V、内阻、内阻r r3 3，R R15 15。下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A A当当S S断开时，断开时，U UACAC9 V9 VB B当当S S闭合时，闭合时，U UACAC9 V9 VC C当当S S闭合时，闭合时，U UABAB7.5 V7.5 V，U UBCBC=0=0D D当当S S断开时，断开时，U UABAB0 0，U UBCBC0 0情境情境2 2AC表达形式有表达形式有：二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律E=U外外+U内内 rREI U=E-IrErRRU 如图所示，当开关如图所示，当开关S断开时，理想断开时
4、，理想电压表的示数为电压表的示数为3 V，当开关，当开关S闭合闭合时，电压表示数为时，电压表示数为1.8 V，则外电阻，则外电阻R与电源内阻与电源内阻r之比为之比为()A5 3B3 5C2 3 D3 2巩固训练巩固训练D 在下图中，电源在下图中，电源内阻不能内阻不能忽略忽略,R15，R24当当开关开关S切换到位置切换到位置1时，电流表的示数为时，电流表的示数为I12A；当；当开关开关S扳到位置扳到位置2时，电流表的示数可能为下列情况时，电流表的示数可能为下列情况中的中的 ()A.2.5A B.1.8A C.2.2A D.3.0A2AI22.5A选选CC情境情境3 33、路端电压：路端电压：rR
5、I，U外外、U内内当当R时，时，I=0、U外外=E EU内内=0（也称为断路时）（也称为断路时）RI，U外外、U内内，当，当R=0时，时，I=E/r（短路电流强度）（短路电流强度）U外外=0、U内内=E E讨论讨论：rREIErRRU从上式可以看出：三、电路动态的讨论三、电路动态的讨论 闭合电路中只要电阻的阻值发生变化或通过电键的通断改变闭合电路中只要电阻的阻值发生变化或通过电键的通断改变用电器连接方式、电路故障等，就会影响整个电路，使总电路和用电器连接方式、电路故障等，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是讨论依据是：闭合电路欧
6、姆定律、部分电路欧姆定律、串联闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电阻、电压关系、并联电路的电阻、电流关系。电路的电阻、电压关系、并联电路的电阻、电流关系。如右图所示，当滑动变阻器如右图所示，当滑动变阻器R3的滑片的滑片C向向B方向移动时，电路中各电表示数方向移动时，电路中各电表示数如何变化？如何变化？(电表内阻对电路的影响不电表内阻对电路的影响不计计)情境情境4 4“并同串反”规律 在如图所示电路中，当滑动变阻在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片器滑片P向下移动时，则向下移动时，则 ()AA灯变亮、灯变亮、B灯变亮、灯变亮、C灯变亮灯变亮BA灯变亮、灯变亮、B灯变亮、灯变亮、C灯变暗
7、灯变暗CA灯变亮、灯变亮、B灯变暗、灯变暗、C灯变暗灯变暗DA灯变亮、灯变亮、B灯变暗、灯变暗、C灯变亮灯变亮 巩固训练巩固训练D 如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势E3 V，内阻，内阻r3，定值，定值电阻电阻R11，滑动变阻器，滑动变阻器R2的最大阻值为的最大阻值为10，求：，求：(1)当滑动变阻器的阻值当滑动变阻器的阻值R2为多大时，为多大时，电阻电阻R1消耗的功消耗的功率最大率最大？电阻？电阻R1消耗的最大功率是多少？消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器当变阻器R2的阻值为多大时，变阻器的阻值为多大时，变阻器R2消耗的功率消耗的功率最大最大？变阻器？变阻器R2消耗的最大功率是多少？
8、消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器当变阻器R2的阻值为多大时，电源输出功率最大？的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？电源输出的最大功率是多少？(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？三种情况下，电源的效率分别为多大？情境情境5 5(1)0(1)0 、0.5625W0.5625W（2 2）4 4、0.5625W0.5625W（3 3）2 2、0.75W0.75W25%、62.5%、50%四、电路的功率和电源的效率四、电路的功率和电源的效率O RP出出PmrrErErRRrrRREP44422222rEPm42电源的输出功率，电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的
9、图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当而当内外电阻相等时内外电阻相等时，电源的输出功率最大为电源的输出功率最大为功率：功率：电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的总功率电源的总功率 PE=EI电源的效率：电源的效率：rRREUPPE（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）返回 如图所示，如图所示，R1为定值电阻，为定值电阻，R2为可变电阻，为可变电阻，E为电源电动势，为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法为电源内电阻，以下说法中正确的是中正确的是()A当当R2R1r时，时，R2获得最大
10、功率获得最大功率B当当R1R2r时，时，R1获得最大功率获得最大功率C当当R20时，时，R1上获得最大功率上获得最大功率D当当R20时，电源的输出功率时，电源的输出功率最大巩固训练巩固训练AC情境情境6:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的U-I图线图线,直线直线B为电阻为电阻的的U-I图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的则电源的输出功率和电源的效率分别是输出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V 0 2 4 6 BA3210解解:由图线可知由图线可知R=1,E=3V r=0.5
11、虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出出=4WP总总=EI=6W=P出出/P总总=4/6=67%D五、闭合电路的五、闭合电路的U-I 图象图象右图中右图中a为电源的为电源的U-I图象；图象；b为外电阻的为外电阻的U-I 图象；图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压路端电压;该点和原点之间的矩形
12、的面积表示电源的输出功率；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uO I Im iEU M（I，U）b aN当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。六、含有电动机的电路 情境情境7.7.某一用直流电动机提升重物的装置某一用直流电动机提升重物的装置,如如上右图所示上右图所示.重物的质量重物的质量m=50千克千克,电源的电动电源的电动势势=110伏特伏特,不计电源内阻及各
13、处的摩擦不计电源内阻及各处的摩擦.当电当电动机以动机以v=0.90米米/秒的恒定速度向上提升重物时秒的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度电路中的电流强度I=5A，由此可见电动机线圈，由此可见电动机线圈的电阻等于多少？的电阻等于多少？解：由能量守恒定律解：由能量守恒定律P电电=P机机+PRI=mgv+I 2R5110=5000.90+25R R=4练习练习1、如图所示，电阻、如图所示，电阻R18，电动机绕组电阻，电动机绕组电阻R02，当电键，当电键K断开时，电阻断开时，电阻R1消耗的电功率是消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是消耗的电功率是2W，
14、若电源的，若电源的电动势为电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.E rDR1=8 K解：解：K断开时，断开时，ARPI6.0888.211电源内阻电源内阻 r=EI1R12K闭合时，路端电压闭合时，路端电压VRPU4821R1中的电流中的电流 I 1=UR10.5A总电流总电流 I总总=(E-U)r1A通过电动机的电流通过电动机的电流 ID0.5A电动机消耗的总功率电动机消耗的总功率PD0.54=2W电动机的热功率电动机的热功率P热热0.522=0.5W 电动机的机械功率电动机的机械功率P机机1.5W 练习练习2、如图示，电阻、如图示，电阻R1
15、=20 ，电动机的绕组，电动机的绕组R210 。当电键打开时，电流表的示数是。当电键打开时，电流表的示数是05A，当电，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数电流表的示数I 和电路消耗的电功率应是和电路消耗的电功率应是 ()(A)I15A (B)I15A(C)P15W (D)P15WDR1AUB D 练习练习.一台电动机，额定电压是一台电动机，额定电压是100V，电阻是，电阻是1，正常工作时，通过的电流为正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为则电动机因发热损失的功率为 （）电动机的输出功率为电动机的输出功率
16、为 （）（A）500W （B）25W （C）200W （D）475W B D八、含有电容器的电路八、含有电容器的电路情境情境9、如图示：、如图示：E=10V，内阻不计，内阻不计，C1=C2=30F，R1=4，R2=6，先闭合开关，先闭合开关S，待电路稳定后，再将，待电路稳定后，再将开关断开，则断开开关断开，则断开S后流过后流过R1的电量为多少？的电量为多少？R1R2EC1C2S解解：闭合：闭合S后，后，I=1A，UR1=4V UR2=6VUC1=6V UC2=0VQ1=C1UC1=1.810-4 C断开断开S后，两电容器的电压均升高为后，两电容器的电压均升高为10V，R1R2EC1C2带电量带
17、电量Q1=Q2=310-4 C 流过流过R1的电量为的电量为Q=Q1+Q1-Q1 =4.210-4C 练习练习.在如图示的电路中，电源的电动势在如图示的电路中，电源的电动势E=3.0VE=3.0V，内阻内阻r=1.0 r=1.0 ，电阻，电阻 R R1 1=10=10，R R2 2=10 =10 R R3 3=30 R=30 R4 4=35=35，电容器的电容，电容器的电容 C=100FC=100F，电容器原来不带电，求接通电键电容器原来不带电，求接通电键K K后流过后流过R R4 4的总的总电量。电量。R1R2E rC CR3R4K K解解：K K闭合后，闭合后，8504010321321R
18、RRRRRR）（并R R总总=9=9I=1/3 AI=1/3 AU U并并=8/3 V=8/3 VR R3 3两端电压两端电压 U U3 3=2.0 V=2.0 VQ=C UQ=C U3 3=2.0=2.01010-4-4 C C要点总结要点总结闭合电路闭合电路欧姆定律欧姆定律 组成：电源（内电路）、外电组成：电源（内电路）、外电路路内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，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跟内外电路的电阻之和成反比闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律表达式：表达式：=（）（）路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系 公式表达方式：公式表达方
19、式：U=EU=EIrIr图像表达方式图像表达方式：几种电功率几种电功率 P P总总=EI=EI电路消耗功率电路消耗功率P P内内=I=I2 2rr内电路消耗功率内电路消耗功率 P P出出=I=I2 2RR外电路消耗功率外电路消耗功率 例例5.在图在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为两灯亮度的变化情况为 BAA灯和灯和B灯都变亮灯都变亮BA灯、灯、B灯都变暗灯都变暗CA灯变亮，灯变亮，B灯变暗灯变暗DA灯变暗，灯变暗，B灯变亮灯变亮RR1解解:R减小减小,R总总减小减小,I 增大增大,U 减小减小,P A=U 2/R
20、A减小减小,A灯变暗灯变暗IA=U/RA减小减小,I 1=I-IA增大增大,U 1=I 1R1增大增大,UB=U-U1减小减小,P B=UB 2/RB减小减小,B灯变暗灯变暗.例例6.如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向b端端移动时（移动时（）(A)电压表的读数增大，电流表的读数减小电压表的读数增大，电流表的读数减小(B)电压表和电流表的读数减小电压表和电流表的读数减小(C)电压表和电流表的读数增大电压表和电流表的读数增大(D)电压表的读数减小，电流表的读数增大电压表的读数减小，电流表的读数增大A例例7:如图如图4所示，当滑动变阻器的滑动片所示，当滑动变
21、阻器的滑动片P向左移向左移动时，两电表的示数变化情况为动时，两电表的示数变化情况为 A电流表示数减小，电压表示数增大电流表示数减小，电压表示数增大B电流表示数增大，电压表示数减小电流表示数增大，电压表示数减小C两表示数均增大两表示数均增大 D两表示数均减小两表示数均减小 B 总结规律如下：总结规律如下：总电路上总电路上R增大时总电流增大时总电流I 减小，路端电压减小，路端电压U 增大；增大；变化电阻变化电阻本身本身的电阻、电流、电压和的电阻、电流、电压和总电路总电路 的电阻、电流、电压变化规律相同；的电阻、电流、电压变化规律相同；和变化电阻有串联关系的，看电流。（即总和变化电阻有串联关系的，看电流。（即总 电流电流 减减 小时，该电阻的电流、电压都减小）小时，该电阻的电流、电压都减小）和变化电阻有并联关系的，看电压。（即路端和变化电阻有并联关系的，看电压。（即路端 电压增大时，该电阻的电流、电压都电压增大时，该电阻的电流、电压都 增大）增大）
