第2講-閉合電路歐姆定律課件

第2講閉合電路歐姆定律一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.電源電源是把正電荷從負(fù)極搬到正極的一種裝置；從能的轉(zhuǎn)化角度看，電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.電動(dòng)勢(shì)(1)定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的________在電源內(nèi)從______移送到______所做的功。知識(shí)要點(diǎn)正電荷負(fù)極正極(2)表達(dá)式：E＝______。(3)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)大小的物理量。3.內(nèi)阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的______，它是電源的另一重要參數(shù)。

內(nèi)阻二、閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成______，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成_______。正比反比圖1U＋U內(nèi)3.路端電壓與外電阻的關(guān)系4.路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝________。E－Ir(2)U－I圖象如圖2所示。①當(dāng)電路斷路時(shí)，即I＝0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為_(kāi)_______。②當(dāng)外電路電壓U＝0時(shí)，橫軸的截距為_(kāi)_________。③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的______。圖2電動(dòng)勢(shì)短路電流內(nèi)阻1.下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是(

) A.在某電池的電路中，每通過(guò)2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5V B.電源的路端電壓增大時(shí)，其電源的電動(dòng)勢(shì)一定也增大 C.無(wú)論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動(dòng)勢(shì)一定不變 D.電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所能提供的電能就越多基礎(chǔ)診斷答案C2.(2019·江蘇卷，3)如圖3所示的電路中，電阻R＝2Ω。斷開(kāi)S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為(

)A.1Ω

B.2ΩC.3Ω

D.4Ω圖3解析當(dāng)S斷開(kāi)后，電壓表讀數(shù)為U＝3V，則電動(dòng)勢(shì)E＝3V當(dāng)S閉合后，由閉合電路的歐姆定律知答案A3.(多選)如圖4所示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(

)圖4A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0VB.電源的內(nèi)阻為12ΩC.電源的短路電流為0.5AD.電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω答案AD4.(多選)在如圖5所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向下移動(dòng)時(shí)，以下判斷正確的是(

)A.電源內(nèi)部發(fā)熱功率變小B.小電燈L變亮C.電流表的示數(shù)變小D.電源的效率提高圖5答案AD1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。閉合電路歐姆定律及動(dòng)態(tài)分析2.電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法【例1】

(多選)在如圖6所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V分別為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器的滑片P自a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)圖6A.電壓表示數(shù)減小 B.電流表示數(shù)增大C.電容器C所帶電荷量增多 D.a點(diǎn)的電勢(shì)降低法二極限法若將滑片P滑至b點(diǎn)，則R3＝0，φa＝φb＝0，D正確；R2兩端電壓為零，則電容器C兩端電壓也為零，電容器所帶電荷量Q＝0，C錯(cuò)誤；當(dāng)R3＝0時(shí)，電路總電阻最小，總電流最大，R1兩端電壓最大，故A錯(cuò)誤；由于IA＝I1－I2，此時(shí)I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正確。答案BD1.如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r。兩電壓表可看作理想電表，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片由右向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.小燈泡L1、L2均變暗B.小燈泡L1變亮，電壓表V1的讀數(shù)變大C.小燈泡L2變亮，電壓表V2的讀數(shù)不變D.小燈泡L1變暗，電壓表V1的讀數(shù)變小圖7解析由題圖知：滑動(dòng)變阻器與小燈泡L1并聯(lián)后再與小燈泡L2串聯(lián)。電壓表V1測(cè)量路端電壓，電壓表V2測(cè)量小燈泡L2兩端的電壓。將滑動(dòng)變阻器的滑片由右向左滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，滑動(dòng)變阻器與小燈泡L1并聯(lián)的電阻變小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，電壓表V1的讀數(shù)變小。由閉合電路歐姆定律可知，干路電流增大，小燈泡L2變亮，電壓表V2的讀數(shù)變大。小燈泡L1兩端的電壓U1＝E－I(r＋RL2)減小，燈泡L1變暗。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D2.在如圖8所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，兩個(gè)電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P滑動(dòng)時(shí)，關(guān)于兩個(gè)電壓表V1與V2的示數(shù)，下列判斷正確的是(

)A.P向a滑動(dòng)，V1的示數(shù)減小、V2的示數(shù)增大B.P向b滑動(dòng)，V1的示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小C.P向a滑動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值小于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值D.P向b滑動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值大于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值圖8解析P向a滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻變小，分壓U2減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝Ur＋U1＋U2，其余部分電路的分壓相對(duì)增大，減小量和增大量的絕對(duì)值相等，即|ΔU2|＝|Δ(U1＋Ur)|，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；同理，P向b滑動(dòng)，V1的示數(shù)減小、V2的示數(shù)增大，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值小于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案C3.如圖9所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則(

)圖9A.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng) B.電流表讀數(shù)減小C.電壓表讀數(shù)減小 D.R3上消耗的功率逐漸增大答案C1.電源的功率和效率閉合電路中的功率和效率問(wèn)題2.電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系【例2】

如圖10所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω，則當(dāng)保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時(shí)，這個(gè)電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為(

)A.1Ω

4W

B.1Ω

8WC.0

8W

D.0.5Ω

8W圖10答案

C【拓展提升1】

【例2】中的條件不變，則當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大且這個(gè)最大值為(

) A.1Ω

6W B.0.5Ω

8W C.1Ω

1.5W D.1.5Ω

6W答案

D【拓展提升2】

在【例2】中，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，則當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大且這個(gè)最大值為(

)答案

C【拓展提升3】

【例2】中的條件不變，則電源的最大輸出功率為(

) A.3W B.4W C.5W D.9W答案

D1.(多選)如圖11所示，R1為定值電阻，R2為電阻箱，E為電源的電動(dòng)勢(shì)，r為電源的內(nèi)阻，以下說(shuō)法中正確的是(

)A.當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2獲得最大功率B.當(dāng)R1＝R2＋r時(shí)，R1獲得最大功率C.當(dāng)R2＝0時(shí)，R1獲得最大功率D.當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大答案AC圖112.(多選)如圖12所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V

0.9W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝8Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作，已知電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0＝2Ω。則(

)A.電源內(nèi)阻為2ΩB.電動(dòng)機(jī)正常工作的電壓為3VC.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為0.54W，其效率為75%D.電源的效率約為75%圖12答案AC對(duì)電源U－I圖線的理解和應(yīng)用

電源U－I圖象電阻U－I圖象圖形物理意義電源的路端電壓隨電路中電流的變化關(guān)系電阻兩端的電壓隨電阻中電流的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)

，表示電流為零時(shí)電阻兩端的電壓為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同表示電阻的大小，每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大斜率的絕對(duì)值電源內(nèi)阻r電阻大小【例3】(多選)如圖13所示，a、b分別是一電源和一小燈泡的U－I圖線，圖線a與縱、橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U1)和(I1，0)，兩條圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I2，U2)，圖線b在交點(diǎn)的切線與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(I3，0)，則下列說(shuō)法正確的是(

)圖13答案CD1.(多選)如圖14所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知(

)A.R的阻值為1.5ΩB.電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為3.0WD.電源內(nèi)部消耗功率為1.5W圖14解析電阻R的U－I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5Ω，選項(xiàng)A正確；由電源的路端電壓與電流的關(guān)系曲線Ⅰ知E＝3.0V，圖線Ⅰ的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U－I圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，P出＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由EI＝P出＋P內(nèi)解得電源內(nèi)部消耗的功率為P內(nèi)＝EI－P出＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W，選項(xiàng)D正確。答案AD2.(多選)(2020·上海虹口模擬)如圖15甲所示的電路中，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片由a端向b端移動(dòng)，用兩個(gè)電表分別測(cè)量電壓和電流，得到部分U－I圖象如圖乙所示，則(

)圖15A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6VB.滑動(dòng)變阻器的總阻值為20ΩC.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí)，電源效率最高D.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí)，R2消耗的功率最大答案BC1.斷路與短路的特點(diǎn) (1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零； (2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但用電器或電阻兩端電壓為零。2.斷路故障的檢測(cè)方法 (1)用直流電壓擋 ①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說(shuō)明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源損壞。電路故障的分析方法②在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則說(shuō)明該部分電路中有斷點(diǎn)。(2)用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說(shuō)明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)用歐姆擋檢測(cè)若電路中無(wú)二極管，將各元件與電源斷開(kāi)，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說(shuō)明元件完好，若電阻無(wú)窮大(或無(wú)電流)說(shuō)明此元件斷路。3.短路故障的檢測(cè)方法(1)將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路?！纠?】

二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)正極接電源正極(正接)時(shí)二極管導(dǎo)通(電流可以通過(guò)二極管，且二極管的阻值很小，可忽略)，當(dāng)負(fù)極接電源正極(反接)時(shí)二極管截止(阻值很大，電流為零)。為了驗(yàn)證二極管的這一特性，將其接入如圖16所示電路cd之間的D處，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)燈不亮。經(jīng)初步檢查各接線均牢固正確，為了確定電路故障的位置，四位同學(xué)各自進(jìn)行了以下操作圖16

操作步驟現(xiàn)象1S閉合，多用電表調(diào)至電壓擋，紅表筆接a，黑表筆分別接b、c、d、e示數(shù)分別為0、0、6V、6V2S閉合，斷開(kāi)導(dǎo)線bc的c端，用c端分別接d、e、f燈泡均亮3S斷開(kāi)，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接c，黑表筆接d指針有大角度偏轉(zhuǎn)4S斷開(kāi)，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接d，黑表筆接c指針有微小偏轉(zhuǎn)由此可判斷(

)A.同學(xué)1的操作說(shuō)明故障在a、b之間B.同學(xué)2的操作說(shuō)明故障在b、c之間C.根據(jù)同學(xué)1、3的操作即可判斷故障的原因是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)D.根據(jù)同學(xué)2、4的操作即可判斷故障的原因是二極管已損壞斷開(kāi)解析同學(xué)1的操作結(jié)果中，電壓為零的點(diǎn)為b、c，黑表筆與電源是斷開(kāi)的，電壓為6V的點(diǎn)d、e與電源是相通的，說(shuō)明故障只在c、d之間，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同學(xué)2的操作結(jié)果與同學(xué)1相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同學(xué)3的操作說(shuō)明二極管的正極接在d點(diǎn)，被反接了，結(jié)合同學(xué)1的結(jié)果可以判斷故障原因是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，選項(xiàng)C正確；由于二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，同學(xué)4的操作測(cè)定的是二極管的反向電阻，應(yīng)該很大，并不能表明二極管已損壞斷開(kāi)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

C1.在如圖17所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來(lái)由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是(

)A.L1燈絲燒斷

B.電阻R2斷路C.電阻R2短路

D.電容器被擊穿短路圖17解析若電阻R2短路，則通過(guò)L2的電流為零，L2不亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若L1燈絲燒斷，則總電阻增大，