物理第八章 恒定電流 22 閉合電路及其歐姆定律

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1、第第2222講閉合電路及其歐姆定律講閉合電路及其歐姆定律-3-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升電動勢1.電源:電源是通過非靜電力做功把轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。2.電源的電動勢:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。(1)定義:非靜電力把正電荷從電源內(nèi)的極搬運到極做的功跟電荷所帶電荷量的比值,(2)大小:等于非靜電力把的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功;等于電源時兩極間的電壓;等于內(nèi)、外電路之和。3.電源的內(nèi)阻:電源內(nèi)部也有導(dǎo)體組成,所以也有內(nèi)阻。其他形式的能負(fù) 正1C沒有接入電路電壓-4-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升4.電動勢與電壓的比較非靜電

2、力電場力非靜電力電場力伏特(V)伏特(V)沒有接入電路內(nèi)、外電路電壓-5-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.一臺發(fā)電機用0.5A的電流向外輸電,在1min內(nèi)有180J的機械能轉(zhuǎn)化為電能,則發(fā)電機的電動勢為()A.6VB.360VC.120VD.12VA-6-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.下列關(guān)于電源的說法,正確的是()A.電源向外提供的電能越多,表示電動勢越大B.靜電力移動電荷做功電勢能減少,非靜電力移動電荷做功電勢能增加C.電源的電動勢與外電路有關(guān),外電路電阻越大,電動勢就越大D.在外電路和電源內(nèi)部,電荷都受到靜電力的作用,所以能不斷地定向移動形成電流

3、B解析:電源向外提供的電能除與電動勢有關(guān)外,還與輸出的電流、通電的時間有關(guān),所以電源向外提供的電能多,并不意味著電源的電動勢一定大,故選項A錯誤。電源的電動勢決定于電源自身的性質(zhì),與有無外電路及外電路的情況無關(guān),選項C錯誤。電源內(nèi)部依靠非靜電力做功,使電勢能增加,在外電路,靜電力移動電荷做功電勢能減少,選項B正確,選項D錯誤。-7-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.電動勢是電源的重要參數(shù)。它反映了電源用非靜電力做功的本領(lǐng),電動勢只與電源本身結(jié)構(gòu)與材料有關(guān)。2.在國際單位制中,電動勢的單位也是伏特;電動勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向;電源內(nèi)阻也是電源的重要參數(shù)。-8-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)

4、歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升閉合電路的歐姆定律 正反純電阻任何閉合電路-9-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升3.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系:因U=E-Ir,故路端電壓隨著電路中電流的增大而;隨外電阻的增大而。(1)外電路斷開時(I=0),路端電壓等于電源的;而這時用電壓表測量時,其讀數(shù)略小于電動勢(有微弱電流)。(2)外電路短路時(R=0,U=0),電流最大為(一般不允許這種情況,會燒壞電源)。減小增大電動勢-10-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升4.電源的特性曲線路端電壓U隨電流I變化的圖象:(1)圖象的函數(shù)表達(dá)式:U=。(2)縱軸上的截距表示;橫軸上的截距

5、表示電源的。(注意:若縱坐標(biāo)上的取值不從零開始取,則橫軸上的截距不表示短路電流)(3)圖線的斜率的絕對值為電源的。(4)圖線上某點與坐標(biāo)軸所圍矩形的面積表示在該電流時電源的。E-Ir 電源的電動勢短路電流內(nèi)阻輸出功率-11-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源,當(dāng)它和一標(biāo)有“6V3W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時,小燈泡恰好正常發(fā)光。若該電源與一標(biāo)有“6V6W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路,該燈泡()A.正常發(fā)光B.比正常發(fā)光暗C.比正常發(fā)光亮D.因不知電源內(nèi)阻的大小,故無法確定B解析:燈泡是否正常發(fā)光或者變亮、變暗,關(guān)鍵取決于實際功率。根據(jù)題意,當(dāng)接“6V3W”

6、的燈泡時,燈泡正常發(fā)光,此時燈泡的電阻為12,兩端電壓為6V;當(dāng)接“6V6W”燈泡時,燈泡的電阻為6,相對于“6V3W”的燈泡而言,電阻變小,故電路中的電流變大,內(nèi)電壓變大,外電壓變小,此時,燈泡兩端的電壓小于6V,故燈泡變暗。-12-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.下圖是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,下列結(jié)論正確的是()A.電源的電動勢為5.0VB.電源的內(nèi)阻為12C.電源的短路電流為0.5AD.電流為0.3A時的外電阻是18D-13-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.小吳同學(xué)設(shè)計了一種煙霧警報裝置,其設(shè)計原理如圖所示。M為煙霧傳感器,其阻值RM隨著

7、煙霧濃度的變化而變化,R為定值電阻。當(dāng)裝置所在區(qū)域出現(xiàn)煙霧且濃度增大時,將導(dǎo)致a、b兩端電壓減小,觸發(fā)警報裝置發(fā)出警報。則煙霧濃度增大時()A.RM增大,電流表示數(shù)增大B.RM增大,電流表示數(shù)減小C.RM減小,電流表示數(shù)增大D.RM減小,電流表示數(shù)減小C-14-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則()A.電燈L更亮,電流表的示數(shù)減小B.電燈L更亮,電流表的示數(shù)增大C.電燈L更暗,電流表的示數(shù)減小D.電燈L更暗,電流表的示數(shù)增大A解析:變阻器的滑片P向b端滑動,R1接入電路的有效電

8、阻增大,外電阻R外增大,干路電流I減小,電流表的示數(shù)減小,路端電壓U增大,電燈兩端電壓增大,電燈L更亮,A正確,B、C、D錯誤。-15-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.兩種U-I圖線的比較-16-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升-17-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.利用電源的U-I圖象和電阻的U-I圖象解題。無論電阻的U-I圖象是線性還是非線性,解決此類問題的基本方法是圖解法,即把電源和電阻的U-I圖線畫在同一坐標(biāo)系中,圖線的交點即電阻的“工作點”,電阻的電壓和電流可求,其他的量也可求。3.電路動態(tài)分析的兩種方法(2)極限法:即因滑動變

9、阻器滑片滑動引起的電路變化問題,可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論。-18-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升4.注意:“串反并同”結(jié)論的應(yīng)用條件:電源的電動勢不變,內(nèi)阻不能忽略,電路為單變量電路。對于多變量引起的電路變化,若各變量對同一對象分別引起的效果相同,則該結(jié)論成立;若各變量對同一對象分別引起的效果相反,則“串反并同”結(jié)論不適用。-19-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升電路中的功率與效率 IE IU外I2(R+r)I2r IU內(nèi)IU -20-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升-21-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升-2

10、2-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,甲、乙兩電路中電源完全相同,外電阻R1R2,兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,下列判斷正確的是()A.電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較多的是甲電路B.R1上產(chǎn)生的電熱比R2上產(chǎn)生的電熱少C.電源做功較多的是甲電路D.電源效率較高的是甲電路D解析:電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱Q=I2rt=Iqr,由于外電阻R1R2,甲電路電流較小,電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較少的是甲電路,選項A錯誤。外電阻產(chǎn)生電熱Q=I2Rt=IqR=Uq,R1上產(chǎn)生的電熱比R2上產(chǎn)生的電熱多,選項B錯誤。兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,兩電源做功相等,選項C錯誤。電源效率較高的是甲

11、電路,選項D正確。-23-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.如圖,電源電動勢E=9V,內(nèi)阻r=2.5,電路中的四盞燈相同,規(guī)格為“6V6W”,電阻R=0.5,則欲使電源輸出功率最大,應(yīng)開n1盞燈,欲使點亮的燈上消耗的功率最大,應(yīng)開n2盞燈,關(guān)于n1、n2數(shù)值下面正確的是()A.n1=2;n2=3 B.n1=3;n2=2C.n1=4;n2=1 D.n1=1;n2=4B-24-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.閉合電路是一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng),電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。內(nèi)、外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,IE=P內(nèi)+P外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)。2.在電

12、源的電動勢和內(nèi)阻不變的條件下,純電阻電路中,內(nèi)、外電阻相等時,電源的輸出功率最大。當(dāng)電源的輸出功率最大時,效率并不是最大,只有50%;當(dāng)R時,100%,但此時P出0,無實際意義。-25-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升含電容器電路分析電容器是一個儲能元件,它的接入不改變其他電路結(jié)構(gòu),但能影響能量的轉(zhuǎn)化。1.電路穩(wěn)定時(充、放電結(jié)束)電容器的處理方法:(1)電容器在直流電路穩(wěn)定后是斷路,簡化電路時可去掉它,簡化后若要求電容器所帶電荷量時,可在相應(yīng)位置補上。(2)當(dāng)電容器與電阻串聯(lián)時,電阻上沒有電流通過,電阻兩端等勢,該電阻相當(dāng)于一段導(dǎo)線。(3)電容器的電壓等于與它并聯(lián)的電路兩端的

13、電壓。2.電路不穩(wěn)定時:當(dāng)電容器兩端的電壓升高(或降低)時,其被充電(或放電),電荷量的變化可由Q=UC求出。-26-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=1,電阻R1=5,R2=50,則()A.開關(guān)S斷開時,A、B兩端電壓等于零B.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,電容器兩極板間的電壓等于10VC.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,電容器兩極板間的電壓等于12VD.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,兩極板間的電壓與電容大小有關(guān)B解析:開關(guān)S斷開時,電阻R1相當(dāng)于一段導(dǎo)線,A、B兩端電壓等于電源電動勢,選項A錯誤;開關(guān)S閉合,電容器C充電后,電阻R2相當(dāng)于一

14、段導(dǎo)線,此時電容器兩端電壓為電阻R1兩端電壓,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電阻R1兩端電壓,與電容器電容的大小無關(guān),選項B正確,選項C、選項D錯誤。-27-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增強而增大,隨所處空間磁場的減弱而減小,如圖所示電路中,GMR為一個磁敏電阻,R、R2為滑動變阻器,R1、R3為定值電阻,當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A.只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)P1向右端移動時,電阻R1消耗的電功率變大B.只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)P1向右端移動時,帶電微粒向下運動C.只調(diào)節(jié)電阻R2,當(dāng)P2向下端移

15、動時,電阻R1消耗的電功率變大D.只調(diào)節(jié)電阻R2,當(dāng)P2向下端移動時,帶電微粒向下運動 答案解析解析關(guān)閉只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)P1向右端移動時,滑動變阻器接入電路的阻值增大,電源電動勢不變,所以電路中的電流減小,電磁鐵的磁性減弱;由于電磁鐵磁性的減弱,導(dǎo)致了磁敏電阻GMR的阻值減小,則通過R1的電流增大,其電功率增大。電容器兩端的電壓增大,板間電場強度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動。故A正確,B錯誤。只調(diào)節(jié)電阻R2,當(dāng)P2向下端移動時,回路中電流不變,電阻R1消耗的電功率不變。電容器板間電壓增大,板間電場強度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動。故C、D錯誤。 答案解析關(guān)閉A-28-基礎(chǔ)夯實精準(zhǔn)歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升解決含電容電路的思路:一是畫出電路圖,標(biāo)出電流的流向,沒有電流通過的電阻兩端等勢;二是找到電容器兩端的電壓是電路中哪個電阻兩端的電壓。