高三物理一輪復習 第7章3閉合電路的歐姆定律課件 新人教版（安徽專用）

3 3 閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律1.電路的動態(tài)分析 如圖7-3-7所示電路中，當變阻器的滑動觸頭P向下端移動時( )A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 圖圖7-3-7 當滑動觸頭P向下移動時，電路的阻值變大，電路的總電阻變大，則總電流I變小，由U=E-Ir知：路端電壓變大，所以電壓表讀數(shù)變大，再由總電流變小，知電阻R2分壓U2減小，而外電路總電壓U變大，則R1所分電壓變大，流過R1的電流變大，再結(jié)合總電流變小，則電流表的讀數(shù)變小. 點評：點評：應用閉合電路歐姆定律定性分析應用閉合電路歐姆定律定性分析電路中各部分電流、電壓的變化情況，應按電路中各部分電流、電壓的變化情況，應按以下步驟進行：以下步驟進行：(1)電路中不論是串聯(lián)還是并電路中不論是串聯(lián)還是并聯(lián)部分，只要有一個電阻的阻值變大，整個聯(lián)部分，只要有一個電阻的阻值變大，整個電路的總電阻也變大只要有一個電阻的阻電路的總電阻也變大只要有一個電阻的阻值變小，整個電路的總電阻都變小值變小，整個電路的總電阻都變小(2)根據(jù)根據(jù)總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律可判定總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律可判定總電流、電壓的變化總電流、電壓的變化 (3)判定固定支路電流、電壓的變化判定固定支路電流、電壓的變化 (4)判定變化部分的電流、電壓變化如變化判定變化部分的電流、電壓變化如變化部分是并聯(lián)回路，那么仍應先判定固定電阻部分部分是并聯(lián)回路，那么仍應先判定固定電阻部分的電流、電壓的變化，最后變化電阻部分的電流、的電流、電壓的變化，最后變化電阻部分的電流、電壓就能確定了上述的分析方法可稱之為因果電壓就能確定了上述的分析方法可稱之為因果遞推法，其要點是從變量開始，由原因?qū)С鼋Y(jié)果，遞推法，其要點是從變量開始，由原因?qū)С鼋Y(jié)果，逐層遞推，最后得出題目的解此法的優(yōu)點是順逐層遞推，最后得出題目的解此法的優(yōu)點是順藤摸瓜，思路明確，容易掌握藤摸瓜，思路明確，容易掌握 在如圖7-3-8所示電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數(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( )A.U1/I不變，U1/I不變B.U2/I變大，U2/I變大C.U2/I變大，U2/I不變D.U3/I變大，U3/I不變圖圖7-3-8 由于R1不變，故U1/I不變，U1/I不變.同理， 由于R2變大，所以 變大.但是 所以 不變.而 所以 變大.由于 所以 不變. 故選項A、C、D正確.111IUURI，22URI，2UI211(),UI RrRrII2UI231,URRI3UI3,UIrrII3UI2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關系 如圖7-3-9所示的甲、乙兩個電路中電源電動勢E和內(nèi)電阻r已知，定值電阻R已知，求電阻R調(diào)至多大時，R上獲得的電功率最大，其最大值為多少？圖圖7-3-9 對甲圖：電源等效為E=E，r=r+R0， 對乙圖：電源等效為 如圖所示. 在甲圖中，當R=r=r+R0時，R上獲得的電功率最大，其最大功率為 在乙圖中，當 時，R上獲得的功率最大，最大功率為0000,RrREE rrRrR ，22m0.44EEPrrR00rRRrrR 220m0.44ER EPrr rR 如圖7-3-10所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d40cm.電源電動勢E24V，內(nèi)電阻r1，電阻R15.閉合開關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v04m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q110-2C，質(zhì)量為m210-2kg，不考慮空氣阻力.那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板?此時，電源的輸出功率是多大?(取g=10m/s2)圖圖7-3-10 (1)小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到A板時速度為零.設兩板間電壓為UAB由動能定理得 所以滑動變阻器兩端電壓U滑=UAB=8V 20102ABmgdqUmv設通過滑動變阻器電流為I,由歐姆定律 滑動變阻器接入電路的電阻 (2)電源的輸出功率P出=I2(R+R滑)=23W 1A EUIRr滑8URI 滑滑 3.電路的分析和計算 (2010(2010安徽安徽) )太陽能是一種清潔、太陽能是一種清潔、“綠色綠色”能源在我國上海舉辦的能源在我國上海舉辦的2010年世博會上，大量年世博會上，大量利用了太陽能電池太陽能電池在有光照時，可利用了太陽能電池太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安一個電學器件某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時有光照時(沒有儲存電能沒有儲存電能)的的I-U特性所用的器材特性所用的器材包括：太陽能電池，電源包括：太陽能電池，電源E，電流表，電流表A，電壓表，電壓表V，滑動變阻器滑動變阻器R，開關，開關S及導線若干及導線若干 (1)為了達到上述目的，請將圖為了達到上述目的，請將圖7311甲連成一甲連成一個完整的實驗電路圖個完整的實驗電路圖 (2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖的了如圖的I-U圖象由圖圖象由圖7311乙可知，當電壓小乙可知，當電壓小于于2.00V時，太陽能電池的電阻時，太陽能電池的電阻_(填填“很很大大”或或“很小很小”)；當電壓為；當電壓為2.80V時，太陽能電池時，太陽能電池的電阻約為的電阻約為_.圖圖7-3-11 33 123 1.0 10 (965 1040 122.002.801.0 10.)VUUIRRIUVUIRIR根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，電路連接如圖；在電壓小于時，由圖可讀出電流很小，由得，太陽能電池的電阻很大；當電壓為時，根據(jù)題圖答案： 如讀出 、圖所示； 很大；，由得： 在圖7-3-12甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1=100，R2的阻值未知，R3是一滑動變阻器，當其滑鍵從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的端電壓隨電流I的變化圖線如圖7-3-12乙.其中圖線上的A、B兩點是滑鍵在變阻器的兩個不同端點時分別得到的.求：圖圖7-3-12(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻；電源的電動勢和內(nèi)電阻；(2)定值電阻定值電阻R2的阻值；的阻值；(3)滑動變阻器滑動變阻器R3的最大值的最大值. (1)由閉合電路歐姆定律得：E=U+Ir將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入得：E=16+0.2r，E=4+0.8r解得E=20V，r=20.(2)當R3的滑鍵滑到最右端時，R3、R1均被短路，此時外電路電阻等于R2，且對應于圖線上B點，故由B點的U、I值可求出R2的阻值為：2450.8BBURI (3)滑動變阻器的滑鍵置于最左端時，R3阻值最大.設此時外電路總電阻為R，由圖象中A點坐標求出：又 代入數(shù)值解得滑動變阻器的最大阻值R3=300.16=800.2AAURI13213R RRRRR， 4.常見的電路故障問題 根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障 如圖7-3-13所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是( )圖圖7-3-13A.R1斷路斷路 B.R2斷路斷路C.R3短路短路 D.R4短路短路 當R1斷路時，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，而路端電壓增大，所以L1兩端電壓增大，燈L1變亮，所以A選項正確.當R2斷路時，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L1變暗，而路端電壓增大，所以L2兩端電壓增大，燈L2變亮，所以B選項不正確.當R3短路時，總電阻減小，所以通過電源的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因為總電流增加，而通過L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以C選項不正確.當R4短路時，總電阻減小，所以通過電源的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因為總電流增加，而通過L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以D選項不正確.【答案】 A (2010(2010野寨、岳西中學聯(lián)考野寨、岳西中學聯(lián)考) )如圖如圖7314所示的電路中，閉合電鍵，燈所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正正常發(fā)光由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈常發(fā)光由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，變亮，燈燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是的故障可能是( ) AR1斷路斷路 BR2斷路斷路 CR3短路短路 DR4短路短路圖圖7-3-14 解析：解析：把原電路改畫為如圖所示的電路，才把原電路改畫為如圖所示的電路，才便于分析由于電流表示數(shù)減小、燈便于分析由于電流表示數(shù)減小、燈L2變暗，可變暗，可推知電路中的總電流減小，路端電壓增大，表明推知電路中的總電流減小，路端電壓增大，表明外電阻增大，可排除外電阻增大，可排除R3、R4短路的可能又燈短路的可能又燈L1變亮、燈變亮、燈L2變暗，表明燈變暗，表明燈L1兩端電壓增大、燈兩端電壓增大、燈L2兩端電壓減小，由歐姆定律可判斷：只能是兩端電壓減小，由歐姆定律可判斷：只能是R1發(fā)發(fā)生斷路生斷路 易錯題：易錯題：如圖如圖7315所示，已知電源電所示，已知電源電動勢動勢E=20V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r=1，當接入固定電阻，當接入固定電阻R=4時，電路中標有時，電路中標有“3V,4.5W”的燈泡的燈泡L和和內(nèi)阻內(nèi)阻r=0.5的小型直流電動機恰能正常工作，的小型直流電動機恰能正常工作，求：求：(1)電路中的電流強度電路中的電流強度(2)電動機的額定工作電壓電動機的額定工作電壓(3)電源的總功率電源的總功率圖圖7-3-15223224.5202.724 1 0.52.7 0.51.352.7 2054LURPEEIRRrRrAAUIrVVPIEWW 由燈泡的額定電壓和額定功率可求得燈泡的電阻串聯(lián)電路中的電【錯解流強度電動機額定工作電壓電源總功率】 錯解分析錯解分析：此電路是非純電阻電路，閉合電路歐：此電路是非純電阻電路，閉合電路歐姆定律姆定律E=IR總總不適用不適用 正解正解：（：（1）串聯(lián)電路中燈串聯(lián)電路中燈L正常發(fā)光，電動機正正常發(fā)光，電動機正常工作，所以電路中電流強度為燈常工作，所以電路中電流強度為燈L的額定電流的額定電流 電路中電流強度電路中電流強度I=1.5A. (2)電路中的電動機是非純電阻電路根據(jù)能量守電路中的電動機是非純電阻電路根據(jù)能量守恒，電路中恒，電路中 E=UR+UL+Ur+UM UM=E-UR-UL-Ur=E-I(R+RL+r) = 20V- 1.5 (2+4+1)V= 9.5V (3)電源總功率電源總功率P總總=IE=1.520W=30W. 點評：點評：要從能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度來認識要從能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度來認識電路的作用一個閉合電路中，電源將非靜電電路的作用一個閉合電路中，電源將非靜電能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)外電路又將電能轉(zhuǎn)化為其他能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)外電路又將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能形式的能E=U內(nèi)內(nèi)+U外外則是反映了這個過程中則是反映了這個過程中的能量守恒的關系的能量守恒的關系