人教版高中物理选修3-1闭合电路的欧姆定律复习课
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欧姆定律基础知识精讲一、电阻1.定义:电压与电流的。
2.物理意义:电阻反映导体对电流的,电阻越大,说明导体对电流的越大。
3.定义式:R= 。
学-科网4.单位:,简称,符号是,常用的电阻单位还有和。
1 MΩ= Ω。
5.特点:同一个导体,不管电流、电压怎样变化,电压跟电流的比值都是一个。
也就是电阻是由导体本身的性质决定的,与、无关。
在如图所示的U–I图象中,图象越陡,则电阻,通常用图象的斜率来表示电阻,斜率就是倾斜角的。
二、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的成正比,跟导体的成反比。
2.关系式:I= 。
3.适用条件:欧姆定律对和适用,但对和不适用。
三、导体的伏安特性曲线1.定义:在实际应用中,常用纵坐标表示,横坐标表示,这样画出的I–U图象叫做导体的伏安特性曲线。
2.线性元件和非线性元件:金属导体在温度没有显著变化时,电阻几乎是不变的,它的伏安特性曲线是,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。
伏安特性曲线不是过原点的直线,也就是说,电流与电压正比,这类电学元件叫做非线性元件(例如:气体和半导体)。
3.注意 I –U 特性曲线上各点切线的斜率表示 ,而U –I 特性曲线上各点切线的斜率表示 。
四、实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线1.实验器材:小灯泡(2.5 V ,0.5 W )、 、 、 、电源(3 V )、开关、导线若干。
2.实验原理:为小灯泡提供两端能从零连续变化的电压,连成如图所示的电路。
3.实验步骤:(1)按图连好电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑至 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关,右移滑片到不同的位置,并分别记下 和 的多组数据。
(3)依据实验数据在坐标纸上作出小灯泡的 曲线。
例题精讲 一、对公式U I R =及q I t =,U R I =和U IR =的含义的理解【例题1】由欧姆定律I =导出U =IR 和R =,下列叙述中正确的是A .导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B .导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C .对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D .一定的电流流过导体,电阻越大,其电压就越大参考答案:BCD二、对导体的伏安特性曲线的理解1.对I –U 图象或U –I 图象进行分析比较时,要先自己辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义,如图甲中,R 2<R 1;而在图乙中R 2>R 1。
教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1主备人:赵兴泉学科长审查签名:2.7闭合电路的欧姆定律(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍闭合欧姆定律的基本知识。
2、解析:这一节概念初中学过,要进行复习,讲述的重点内容是闭合欧姆定律的应用。
测量电动势的方法,这一节内容概念多公式变化复杂,要加强对这一节的练习。
(二)目标及其解析1. 知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压;从能量转化的角度理解电动势的物理意义.2.明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.3.熟练应用闭合电路欧姆定律的表达式,知道其适用条件思考题1.闭合电路欧姆定律的适用条件是什么?思考题2.路端电压与电流的关系式是什么?思考题3.电源电动势是否因外部条件的变化而变化?解析:闭合电路包括内、外电路,要考虑路端电压随外电阻的变化,知道测量电动势和内阻的方法,会计算有关电路问题。
(三)教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中,前面知识没有学好或遗忘,在实际进行电路计算时容易用初中知识来解答具体问题容易出现错误。
2、测量电动势的方法有好几种,要根据题中所给条件选择测量方法。
3、计算电动势和内阻要注意用方程组求解。
(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对前面所学电路知识进行复习,反复比较电路。
(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→闭合欧姆定律→求解电动势和内阻→测量电动势和内阻→电路中电压表和电流表的变化→练习、小结2、教学情景问题1最简单的电路由几部分组成?设计意图:知道电路的组成,内电路和外电路问题2用电器中有持续电流的条件是什么?设计意图:电路中有电源问题3在实验室中常用的电源有哪些?设计意图:知道电源的种类问题4电动势是如何定义的?设计意图:知道电动势的意义问题5闭合电路的欧姆定律是如何表述的?设计意图:知道闭合电路欧姆定律的内容例题1.电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻(见图).分析:电源两端的电压就是路端电压,由于外电路仅一个电阻,因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流,再由全电路欧姆定律算出内电阻.解:通过电阻R的电流为由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得电源内电阻由于电动势等于内、外电路上电压之和,而通过内、外电路的电流又处处相同,因此也可以根据串联分压的关系得【变式】课本144页练习四弟(1)题.例题2.把电阻R1接到内电阻等于1Ω的电源两端,测得电源两端电压为3V.如果在电阻R1上串联一个R2=6Ω的电阻,再接到电源两端,测得电源两端电压为4V.求电阻R1的阻值.分析:两次在电源两端测得的都是路端电压,将两次所得结果代入闭合电路的欧姆定律,可得两个联立方程,解此联立方程即得R1的大小.解:设电源电动势为E,内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知,前、后两次的路端电压分别为即R12+7R1-18=0,取合理值得R1=2Ω(另一解R1'=-9Ω舍去).【变式】课本144页练习四弟(4)题.设计意图:应用欧姆定律进行计算(六)、目标检测1. .关于电动势下列说法正确的是()A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差B.用电压表直接测量电源两极得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关D.电源电动势总等于电路中通过1C的正电荷时,电源提供的能量2.关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部,由负极到正极的方向为电动势的方向B.在闭合电路中,电动势的方向与内电路中电流的方向相同C.电动势的方向是电源内部电势升高的方向D.电动势是矢量3.如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左移动时,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B.电流表示数增大,电压表示数减小C.两表示数均增大D.两表示数均减小设计意图:检测目标完成情况A组题:1、一节干电池的电动势为1.5V,其物理意义可以表述为()A.外电路断开时,路端电压是1.5VB.外电路闭合时,1s内它能向整个电路提供1.5J的化学能C.外电路闭合时,1s内它能使1.5C的电量通过导线的某一截面D.外电路闭合时,导线某一截面每通过1C的电量,整个电路就获得1.5J电能2. 在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A.如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B.如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C.如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小D.如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量设计意图:对学生进行基础知识练习B组题1. 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,下列判断正确的是()A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1>E2,内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大2.在图2所示的电路中,电源的内阻不能忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为2V.则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为()A.2.2V B.1.9V C.1.6V D.1.3V3.在图3的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为()A.A灯和B灯都变亮B.A灯、B灯都变暗C.A灯变亮,B灯变暗D.A灯变暗,B灯变亮4.如图4所示,当滑动变阻器的滑动片P向左移动时,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B.电流表示数增大,电压表示数减小C.两表示数均增大D.两表示数均减小设计意图:提高学生对基础知识的学习,加强对库仑定律的巩固C组题1. 如图所示,R1=R2=R3=R,电源内阻不计,电流表、电压表均理想.两表的示数分别为0.3A、2V,则电源电动势为______V,R=______Ω.若将两表的位置互换,则电压表示数为______V,电流表示数为______A.2. 有“200V40W”灯泡400盏,并联于电源两端,这时路端电压U1=150V,当关掉200盏,则路端电压升为U2=175V试求:(1)电源电动势,内阻多大?(2)前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大?(3)若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯?设计意图:使部分学生有拓展的空间教学反思:学生对这一节内感到很难,测量种类多,公式变化复杂,计算难度大,学生的学习能力有限,要适当控制题目的难度。
闭合电路欧姆定律的应用编稿: 审稿:【学习目标】1.进一步加深对闭合电路各量及其关系的理解。
2.熟练地运用闭合电路欧姆定律对电路进行分析与计算。
3.能够综合运用电路有关知识(串、并联电路特点、部分电路欧姆定律等)对闭合电路进行动态分析和计算;如,路端电压、电压的输出功率、电源的效率等随外电阻的变化。
4.能够熟练地运用能的转化和守恒的知识解决非纯电阻电路问题(如电动机电路等)。
5.综合运用电路知识解决闭合电路问题。
6.电路的等效、简化和电路的极值问题 7.电路故障的判断等。
【要点梳理】要点一、关于闭合电路欧姆定律 1.闭合电路欧姆定律(1)已知电动势为E 、内电阻为r 的电源和电阻R 组成闭合回路,如图,电路中有电流I 通过,根据欧姆定律U IR =外,U Ir =内和E U U =+外内得E IR Ir =+,即E I R r=+. (2)闭合电路的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。
2、对闭合电路欧姆定律的理解 公式的适用对象○1UI R =适用于纯电阻电路。
○2EI R r=+适用于纯电阻电路。
○3E U U =+外内适用于各种电路,U E Ir =外-与E U U =+外内相同。
要点二、闭合电路欧姆定律应用1.路端电压随负载的变化分析负载即用电器,而R 是由负载的结构决定的,当R 变化时,路端电压U 、电流I 随之变化,由E Ir U =+得 1ER EU E Ir r R r R=-==++. 可见:(1)U 随R 的增大而增大,随R 的减小而减小,U I -曲线如图所示。
(2)当0R →(短路)时,0U =,此时EI r=最大,会引起火灾。
(3)当R →∞(断路)时,U E =。
2.功率与电流之间的关系(如图)○1直线表示电源的总功率 P EI =总.○2曲线表示电源的输出功率 2P UI EI I r ==-出. ○3曲线表示电源内部消耗的功率 2r P I r =.3.电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析(1)电源做功:W EIt = 电源的总功率:P EI = (2)电源的输出功率为2222222=()()4()4E E R E P I R R r R R r Rr R r r R=⋅==+-+-+出, 当R r =时,P 出有最大值2244m E E P R r==.P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示。
闭合电路欧姆定律一、素质教育目标(一)知识训练点1.掌握闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义2.会用定律分析外电压随外电阻变化的规律(二)能力训练点培养学生分析解决问题能力;通过用公式、图象分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力。
(三)德育渗透点通过外电阻改变引起I、U变化,树立学生普遍联系观点;通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系;通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点:闭合电路欧姆定律的理解和应用2.难点:外电压等随外电阻变化规律3.疑点:外电压变化的原因(内因、外内)4.解决办法:学生推导公式,分析各项含义,使学生有初步整体感知,利用闭合电路欧姆定律分析路端电压随外电阻改变规律。
结合图象分析突破难点。
三、教具准备小电珠(2.5V) 2节新电池串联四、学生活动设计1.学生观察引课实验——激起兴趣,并进一步思考。
2.自行推导闭合电路欧姆定律,在教师引导下理解公式含义。
计算功率,理解能量守恒思想,推导分析路端电压随电阻R改变,理解联系观点,作U-I图,体会多种方式理解同一问题方法。
通过巩固练习培养学生全面分析问题的习惯。
六、教学步骤1.复习提问,引入新课出示两个电源。
如何测两电源的电动势?(用电压表直接测量。
)外电路要不要联接?为什么?观察现象,提出问题:电路接通后电源两端电压减小断路时,电源两端的电压等于电源电动势电R阻减小,电源两端电压减小2.新课教学(1)闭合电路欧姆定律实验研究理论论证(能量守恒)闭合电路中电动势ε与内外电压U、U′有何关系?ε=U+U′问题设计①如图所示电路中电源电动势为ε,内阻为外电阻为R,试求电路中的电流I引导学生推导∵ε=U+U′而U=IR U′=Ir∴ε=IR+Ir I=ε/(R+r)R+r表示了什么意思?(整个电路电阻)公式反映了什么?闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路欧姆定律。
人教版高中物理选修3-1第二章第7 节闭合电路的欧姆定律复习导教案设计教课目的1.闭合电路欧姆定律的表达式为E ,此式仅合用于纯电阻电路,此中 R 和 r 分别指外电阻和内电阻 . I=R+ r2.闭合电路内、外电压的关系为E= U 内+ U 外= Ir + U 外,由此式可知,当电流发生变化时,路端电压随着变化 .3.当外电路断开时,路端电压等于电动势,当外电路短路时,路端电压为零.知识点一闭合电路欧姆定律1.闭合电路的构成及电流流向2.闭合电路中的能量转变如图 2- 7- 1 所示,电路中电流为I ,在时间t 内,等于内外电路中电能转变为其余形式的能的总和,即EIt =.图 2-7-13.闭合电路欧姆定律知识点二路端电压与负载(外电阻 )的关系图 2-7-21.路端电压与电流的关系(1) 公式: U=.(2) U- I 图像:如图2- 7- 2 所示,该直线与纵轴交点的纵坐标表示,斜率的绝对值表示电源的.2.路端电压随外电阻的变化规律(1) 外电阻 R 增大时,电流 I ,外电压 U ,当 R 增大到无穷大 (断路 )时, I =, U =,即断路时的等于电源.(2) 外电阻 R 减小时,电流 I ,路端电压 UE,U=. ,当 R 减小到零时, I =r例 1、判断以下选项能否正确(1) 如图 2- 7- 3 甲所示,电压表丈量的是外电压,电压表的示数小于电动势.()图 2-7-3(2) 如图乙所示,电压表丈量的是内电压,电压表的示数小于电动势.()(3) 外电阻变化能够惹起内电压的变化,进而惹起内电阻的变化.( )(4) 外电路的电阻越大,路端电压就越大.( )(5) 路端电压增大时,电源的输出功率必定变大.( )(6) 电源断路时,电流为零,因此路端电压也为零.( )例 2、回答以下问题(1)若是用发电机直接给教室内的电灯供电,电灯两头的电压等于发电机的电动势吗?(2) 在实验课上,小红同学用电压表去丈量 1 节新干电池的电动势约为 1.5 V,1 节旧电池的电动势约为 1.45 V ,此刻她把这样的两节旧电池串连后接在一个标有“ 3 V 2 W ”的小灯泡两头,结果发现小灯泡不发光,检查电路的连结,各处均无故障.电池固然旧了,但电动势并无减小多少,那么小灯泡为何不亮呢?考点一路端电压与负载的关系1.外电阻的两类变化惹起的相应变化(1)说明:电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压.(2)说明:因为电源内阻很小,因此短路时会形成很大的电流,为保护电源,绝对不可以把电源两极直接相连结. 2.电源的 U- I 图像(1)图像的函数表达式: U =E - Ir .(2)图像表示:电源的外电路的特征曲线 (路端电压 U 随电流 I 变化的图像 ),如图 2- 7- 4 所示是一条斜向下的直线 .图 2-7-4(3) 当外电路断路时 (即 R―→ ∞, I = 0):纵轴上的截距表示电源的电动势E(E=U 端);当外电路短路时 (R= 0, U= 0):横坐标的截距表示电源的短路电流I 短=E0 开始) r .( 条件:坐标原点均从E=U(4) 图线的斜率:其绝对值为电源的内电阻,即I .r=I0(5) 某点纵坐标和横坐标值的乘积:为电源的输出功率,在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率. 例 3、电源电动势为E,内阻为r ,向可变电阻R 供电,对于路端电压,以下说法正确的选项是()A.因为电源电动势不变,因此路端电压也不变B.因为 U= IR,因此当 I 增大时,路端电压也增大C.因为 U= E- Ir ,因此当 I 增大时,路端电压减小D.若外电路断开,则路端电压为零例 4、 (多项选择 )如图 2-7-5 所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,以下结论正确的选项是()图 2-7-5A .电源的电动势为 6.0 VB .电源的内阻为12 ΩC.电源的短路电流为0.5 AD .电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω例 5、 (多项选择 )在如图 2-7-6 所示电路中,电源电动势 E 和内阻 r 均为定值,当外电路电阻R 发生变化时,回路电流 I 、路端电压U 、内电压U′都将随之发生变化.以下图像能正确表示其变化规律的是()图 2-7-6考点二电源的相关功率和电源的效率1.电源的相关功率和电源的效率(1) 电源的总功率: P 总= IE = I(U 内+ U 外).(2) 电源的输出功率: P 出= IU 外 .(3) 电源内部的发热功率:P′= I 2r.P出=U外,对于纯电阻电路,η =R=1(4) 电源的效率:η =P总 E R+ r r.1+R 2.输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中,电源的输出功率为-4-/162E2 E2P= I R=R+r2R=R- r 2+4RrR=(1)当 R= r 时,电源的输出功率最大,(2)当 R>r 时,跟着 R 增大, P 减小 .(3)当 R<r 时,跟着 R 增大, P 增大 .E 2R- r 2+4rR图 2-7-7E 2P m=4r.例 6、电路图如图 2-7-8 甲所示,图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像,滑动变阻器的最大阻值为 15 Ω,定值电阻 R0= 3 Ω.图 2-7-8(1)当 R 为何值时, R0耗费的功率最大?最大值为多少?(2)当 R 为何值时,电源的输出功率最大?最大值为多少?功率最大值的求解方法(1) 流过电源的电流最大时,电源的功率、内消耗功率均最大.(2) 对某定值电阻来说,其电流最大时功率也最大.(3) 电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大,若不可以相等,外电阻越靠近内阻时,电源的输出功率越大.(4) 对于外电路中部分不变电阻来说,能够写出其功率表达式,利用数学知识求其极值.例 7、如图 2-7-9 所示, A 为电源的U -I 图线, B 为电阻 R 的 U -I 图线,用该电源和电阻构成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是()图 2-7-91B .2W ,1C .4 W ,2D .2 W ,2A .4W ,3 3 3 3 例 8、 (多项选择 )直流电路如图 2-7-10 所示,在滑动变阻器的滑片 P 向右挪动时,电源的 ()图 2-7-10A .总功率必定减小B .效率必定增大C .内部消耗功率必定减小D .输出功率必定先增大后减小例 9、 (多项选择 )如图 2-7-11 所示,已知电源内阻为 r ,定值电阻R 0 的阻值也为 r ,滑动变阻器 R的总电阻为2r .若滑动变阻器的滑片P 由A 向 B 滑动,则 ( )图 2-7-11A .电源的输出功率由小变大B .定值电阻 R 0 耗费的功率由小变大C .电源内部的电势下降由大变小D .滑动变阻器耗费的功率变小考点一闭合电路的动向剖析1. 闭合电路动向剖析的思路闭合电路中因为局部电阻变化(或开关的通断 )惹起各部分电压、电流 (或灯泡明暗 )发生变化,剖析这种问题的基本思路是:分清电路构造 → 局部电阻变化 → 总电阻变化↓各部分电压、电流变化← 路端电压变化 ← 总电流变化2. 闭合电路动向剖析的三种方法(1) 程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,即:增大增大减小增大I→ R 总→ I 总→U 外局R 局→U-6-/16人教版高中物理选修3-1第二章第7 节闭合电路的欧姆定律复习导教案设计“串反”是指某一电阻增大时,与它串连或间接串连的电阻中的电流、两头电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串连或间接串连的电阻中的电流、两头电压、电功率都将增大.“并同”是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将减小.(3)特别值法与极限法:指因滑动变阻器滑片滑动惹起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去议论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的议论.例 10、 (多项选择 )如图 2-7-12 所示,闭合开关S 并调理滑动变阻器滑片P 的地点,使A、 B、C 三灯亮度同样. 若持续将P 向下挪动,则三灯亮度变化状况为()图 2-7-12A .A 灯变亮B .B 灯变亮C. B 灯变暗 D .C 灯变亮例 11、如图 2-7-13 所示是一实验电路图.在滑动触头由 a 端滑向 b 端的过程中,以下表述正确的选项是()图 2-7-13A .路端电压变小B .电流表的示数变大C.电源内阻耗费的功率变小D .电路的总电阻变大例 12、如图 2-7-14 所示的电路中,灯泡 A 和灯泡 B 本来都是正常发光的.此刻忽然发现灯泡 A 比本来变暗了些,灯泡 B 比本来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()图 2-7-14A .R3断路B .R1短路-7-/16考点四含容电路的剖析与计算例 13、如图 2-7-15 所示, E= 10 V , r= 1 Ω, R1= R3= 5 Ω, R2=4 Ω, C= 100 μF当. S 断开时,电容器中带电粒子恰巧处于静止状态 .求:(1)S 闭合后,带电粒子加快度的大小和方向;(2)S 闭合后流过R3的总电荷量 .图 2-7-15对含容电路问题的五点提示(1)电路稳准时电容器在电路中就相当于一个阻值无穷大的元件,在电容器处的电路看作是断路,画等效电路时,能够先把它去掉 .(2) 若要求解电容器所带电荷量时,可在相应的地点补上,求出电容器两头的电压,依据Q=CU 计算.(3) 电路稳准时电容器所在支路上电阻两头无电压,该电阻相当于导线.(4) 当电容器与电阻并联后接入电路时,电容器两头的电压与并联电阻两头的电压相等.(5)电路中的电流、电压变化时,将会惹起电容器的充、放电,假如电容器两头的电压高升,电容器将充电,反之,电容器将放电.经过与电容器串连的电阻的电量等于电容器带电量的变化量.例 14、 (多项选择 )在如图2-7-16 所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r , C 为电容器, R0为定值电阻, R为滑动变阻器 .开封闭合后,灯泡L 能正常发光 .当滑动变阻器的滑片向右挪动时,以下判断正确的选项是()图 2-7-16A .灯泡 L 将变暗B .灯泡 L 将变亮C.电容器 C 的电量将减小 D .电容器 C 的电量将增大例 15、如图 2-7-17 所示的电路中,电源供给的电压为U =10 V 保持不变,已知 R1=4 Ω,R2= 6 Ω,C= 30 μF.图 2-7-17(2) 而后将开关 S 断开,求这此后流过 R 1 的电荷量 .稳固练习1.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的选项是( )A .当外电阻增大时,路端电压增大B .当外电阻减小时,路端电压增大C .当外电阻减小时,电路中的电流减小D .电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大2.有两个同样的电阻R ,串连起来接在电动势为 E 的电源上,电路中的电流为I ;将它们并联起来接在同一电源上,此时流过电源的电流为4I3,则电源的内阻为 ()A .R B. RC .4R D.R283. (多项选择 )如图 1 所示电路中,电源电动势E = 9 V 、内阻 r = 3 Ω, R = 15 Ω ,以下说法中正确的选项是 ()图 1A .当 S 断开时, U AC = 9 VB .当 S 闭合时, U AC = 9 VC .当 S 闭合时, U AB = 7.5 V ,U BC = 0D .当 S 断开时, U AB = 0,U BC = 04. (多项选择 )如图 2 所示,直线 A 为电源 a 的路端电压与电流的关系图线;直线 B 为电源 b 的路端电压与电流 的关系图线;直线 C 为一个电阻 R 两头电压与电流的关系图线.将这个电阻分别接到 a 、b 两电源上,那么 ()图 2A .R 接到 b 电源上时电源的效率高B . R 接到 b 电源上时电源的输出功率较大C . R 接到 a 电源上时电源的输出功率较大,但电源效率较低D .R 接到 a 电源上时电阻的发热功率较大,电源效率也较高5.如图 3 所示,电池电动势为E,内阻为 r .当可变电阻的滑片P 向 b 点挪动时,电压表的读数 U1与电压表的读数 U 2的变化状况是 ( )图 3A.U1变大, U2变小B.U1变大, U2变大C.U1变小, U2变小D.U1变小, U2变大6.如图 4 所示,闭合开关S,电路稳固后,水平搁置的平行金属板间的带电质点P 处于静止状态,若将滑动变阻器R2的滑片向a 端挪动,则 ()图 4A .电压表读数增大B .电流表读数减小C. R1耗费的功率减小 D .质点 P 将向下运动7.如图 5 所示, E 为内阻不可以忽视的电池,R1、R2、 R3为定值电阻,S0、S 为开关,○与○分别为电压表与电流表 .初始时 S0与 S 均闭合,现将S 断开,则 ()图 5A .○的读数变大,○的读数变小B .○的读数变大,○的读数变大C.○的读数变小,○的读数变小D .○的读数变小,○的读数变大8.如图 6 所示电路中,定值电阻 R2= r(r 为电源内阻 ),滑动变阻器的最大阻值为R1且 R1? R2+ r .在滑动变阻器的滑片 P 由左端 a 向右滑动的过程中,以下说法正确的选项是()图 6A.电源的输出功率变小B. R2耗费的功抢先变大后变小C.滑动变阻器耗费的功抢先变大后变小D.以上说法都不对9.如图 7 所示的电路中,闭合开关,灯L1、L 2正常发光 .因为电路出现故障,图 7忽然发现灯 L 1变亮,灯 L2变暗,电流表的读数变小,依据剖析,发生的故障可能是()A .R1断路B .R2断路C. R3短路 D .R4短路10. (多项选择 )如图 8 所示电路中,电源内阻不可以忽视.闭合 S 后,调理 R 的阻值,使电压表示数增大U,在这一过程中,有 ( )图 8UA .经过 R1的电流增大R1B . R2两头电压减小UUC.经过 R2的电流减小量小于R2D .路端电压增大批为U11.如图 9 所示的电路中,所用电源的电动势 E= 4 V ,内电阻 r = 1 Ω,电阻 R1可调 .现将 R1调到 3 Ω后固定.已知 R2=6 Ω,R3=3 Ω,求:图 9(1) 开关 S 断开和接通时,经过 R1的电流分别为多大?(2) 为了使 A、B 之间电路的电功率在开关S 接通时能达到最大值,应将 R1的阻值调到多大?这时A、B 间消耗的最大电功率是多少?12.如图 10 所示,电容器C1= 6 μ F, C2=3 μ F,电阻R1= 6 Ω, R2= 3 Ω, C、 D 为两头点,当开关 S 断开时, A、 B 两点间的电压U AB为多少?当 S 闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少? (已知电压 U= 18 V)图 10重难点打破闭合电路的综合应用1.电源的效率η定义为外电路电阻耗费的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中获取的实验图线如图 1 所示,图中 U 为路端电压, I 为干路电流, a、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为 ()图 1A. 3、1B.1、2C.1、1D.2、1 4 4 3 32 23 32.如图 2 所示,直线 OAC 为某向来流电源的总功率随电流I 变化的图线,曲线 OBC 表示同向来流电源内部的热功率随电流I 变化的图线 .若 A、 B 点的横坐标均为 1 A,那么 AB 线段表示的功率为 ()图 2A.1 W B.6 W C.2 W D.2.5 W3.如图 3 所示,电路中R1、 R2均为可变电阻,电源内阻不可以忽视,平行板电容器 C 的极板水平搁置 .闭合电键 S,电路达到稳准时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动.假如仅改变以下某一个条件,油滴还能静止不动的是 ()图 3A .增大 R1的阻值B .增大 R2的阻值C.增大两板间的距离 D .断开电键S4.如图 4 所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,闭合开关S,待电流达到稳固后,电流表示数为I ,电压表示数为U ,电容器 C 所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P 从图示地点向 a 端挪动一些,待电流达到稳固后,与P 挪动前对比 ()图 4A .U 变小B.I 变小C.Q 不变D.Q 减小5.法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应,共同获取2007 年诺贝尔物理学奖.所谓“巨磁电阻”效应,是指磁性资料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象.物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用,他们的研究以下:为了少儿安全,布绒玩具一定检测此中能否存在金属断针,能够先将玩具搁置在强磁场中,若此中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置能够检测到断针的存在. 如图 5 是磁报警装置一部分电路表示图,此中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、 b 接报警器,当传感器R B所在处出现断针时,电流表的电流I 、 ab 两头的电压U 将 ()图 5A.I 变大, U 变大B.I 变小, U 变小C.I 变大, U 变小D.I 变小, U 变大6.如图 6 所示的电路,电源内阻不行忽视.开关 S 闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 ()图 6A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大7. (多项选择 )如图 7 所示的电路中,当滑动变阻器R 接入电路的阻值增大时()图 7A .A、B 两点间的电压U 增大B . A、 B 两点间的电压U 减小C.经过 R 的电流 I 增大D.经过 R 的电流 I 减小8.如图 8 所示的电路中,电源的电动势 E 和内电阻r 恒定不变,电灯L 恰能正常发光,假如变阻器的滑片向b 端滑动,则 ()图 8A .电灯 L 更亮,电流表的示数减小B .定值电阻 R2耗费的功率增大C.电灯 L 变暗,电源的总功率减小D .电灯 L 变暗,电流表的示数增大9.如图 9 所示,电动势为 E,内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关 S1,三个灯泡都能正常工作 .假如再合上 S2,则以下表述正确的选项是 ()图 9A .电源输出功率减小B . L 1上耗费的功率增大C.经过 R1上的电流增大D .经过 R3上的电流增大10. (多项选择 )在如图 10 所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,电表的示数分别用 I、U1、U 2和 U3表示,电表示数变化量的大小分别用I、U1、 U2和U 3表示 .以下比值中正确的选项是 ()图 10U 1不变, U 1不变A. II U 2U 2B. I 变大, I 变大 U 2 U 2C. I 变大, I 不变 U 3 变大,U 3 不变D. I I11.如图 11 所示的电路中,电源的电动势E = 12 V ,内阻未知, R 1= 8 Ω,R 2= 1.5 Ω ,L 为规格为“ 3 V 3W ”的灯泡,开关 S 断开时,灯泡恰巧正常发光 .不考虑温度对灯泡电阻的影响.试求:(1) 灯泡的额定电流和灯丝电阻;(2) 电源的内阻;(3) 开关 S 闭合时,灯泡实质耗费的功率 .图 1112.一电路如图 12 所示,电源电动势 E =28 V ,内阻 r = 2Ω ,电阻 R 1 =12 Ω ,R 2= R 4= 4 Ω ,R 3= 8 Ω ,C 为平行板电容器, 其电容 C = 3.0 pF ,虚线到两极板距离相等,- 2极板长 L = 0.20 m ,两极板间距 d =×10 m.(1) 若开关 S 处于断开状态,则当其闭合后,求流过R 4 的总电量为多少?(2) 若开关 S 断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v 0= 2.0 m/s 的初速度射入 C 的电场中,恰巧沿虚线匀速运动,问:当开关 S 闭合后,此带电微粒以同样初速度沿虚线方向射入C 的电场中,可否从 C 的电场中射出? (要求写出计算和剖析过程,g 取 10 m/s 2)图 12。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)闭合电路的欧姆定律复习课一、简要知识点:1、电源、电源电动势;1、闭合电路的欧姆定律;2、闭合电路欧姆定律的应用;3、电池组;4、电阻的测量。
二、基本知识点:(一)、电源、电源电动势:1、电源的概念:(1)电源是把其它形式的能转化为电能的一种装置。
(2)电源供电原理:在电源内部非静电力做功,其它形式的能转化为电能,在电源的外部电路,电场力做功,电能转化为其它形式的能。
2、电源的电动势:(1)电源电动势大小等于没有接入电路时两极之间的电压,(电源电动势的大小可用内阻极大的伏特表粗略测出)(2)电动势的符号:E ,国际单位是伏特(符号为V);是一个标量,但有方向,在电源内部由负极指向正极。
(3)电动势的物理意义:表征电源把其它形式的能转化为电能的本领,电动势是由电源本身的性质决定的,电动势在数值上等于在把其它形式的能转化为电能的时,1C电量所具有的电能的数值。
3、内电压和外电压:(1)闭合电路的组成:内电路:电源内部的电路其电阻称为内电阻,内电阻所降落的电压称为内电压;(2)外电路:电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压。
(3)内、外电压的关系:E = U + U' 。
(4)注意:在电路闭合时U < E ;(二)、闭合电路的欧姆定律: 1、闭合电路的欧姆定律的内容:(1)闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。
公式:I =rR E+ ; (2)从闭合电路欧姆定律中,还可导出电路功率的表达式: EI = U I + U'I = I 2R + I 2r 。
(3)、定律的适用条件:外电路为纯电阻电路。
2、闭合电路欧姆定律的应用: 路端电压变化的讨论:(1)当R 增大时,I 减小,U'=I r 减小,U 增大;当R ∞时,I = 0 ,U =E (最大);R 0 时 ,I =rE,U = 0 ; (2)当R 减小时,U 减小,当3、闭合电路欧姆定律的应用(二)应用闭合电路的欧姆定律分析电路中有关电压、电流、电功率的方法;(1)分析电路中的电压、电流、电阻时,一般先由闭合电路欧姆定律确定电路的总电流、路端电压,再结合部分电路的欧姆定律分析各部分电路的参数。
(2)分析电源的电动势、内电阻时,可将(1)中的分析顺序逆进行。
(3)分析电路的功率(或能量)时可用公式EI = U I + U'I = I 2R + I 2r 其中EI 为电源的总功率(或消耗功率),U I= I 2R 为电源的输出功率(或外电路的消耗功率);U'I= I 2r 为电源内部损耗功率,要注意区分。
(三)电池组: 1、串联电池组:(1)连接方法:前一个电池的负极与后一个电池的正极相连依次连接而成。
(2)串联电池组的特点: 电动势E = E 1 + E 2+E 3+………; 内电阻:r = r 1 + r 2+r 3 ………..;当用相同电池串联时:E 串= nE ;r 串 = nr ;(3)注意:串联电池组允许通过的电流跟单个电池相同;串联时,不要部分电池接反;不要新旧电池混合串联。
(四)电阻的测量: 1、伏安法测电阻:(1)原理和方法:利用电压表和电流表测出电阻两端的电压U和通过的电流I,用欧姆定律R = U / I 算出电阻。
(2)伏安法测电阻的误差分析:电流表外接法:电路如图甲所示,所测得的电压为R x两端的电压的真实值,所测电流大于R x的电流值(由于伏特表R v分流)。
故由R = U / I 算出的R x的值小于真实值,R v比R x大得越多,误差就越小。
电流表内接法:电路如图乙所示,所测得的电流为通过R x的电流的真实值。
所测电压大于R x两端电压(由于电流表R A分压),故由R = U / I 算出的R x值大于真实值,R A比R x小得越多,误差就越小。
(3)测量电路的正确选择:当R x 》R A时(远大于一般是100倍以上,即R x大于等于100R A )采用电流表的内接法;当R x《R V时(远小于一般是小于1/100,即R x小于等于1/100R A )采用电流表的外接法;2、欧姆表测电阻:(1)原理:由闭合电路欧姆定律可推得I与待测电阻R x一一对应,电流表在对应的电流刻度上标上R x的值,即可直读。
(2)使用方法:选择量程;欧姆调零;测量读数。
三、基本概念:(一)本课预习题:1、用干电池与电阻串联成闭合电路,电路中的能量转换情况是:在干电池的内部,非静电力移送电荷做功,_______能转化成______能。
正电荷从电源的正极经外电路、内电路再到电源正极绕行一圈,电场力做功,______能转化为_______能。
2、下列说法中正确的是:A、电源电动势的大小,等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极送到正极所做的功的大小;B、从能量的观念来看,电源是把电能转化成其它形式能的装置;C、电动势是标量;D、只有在外电路接通时,电源电动势才等于内、外电路上的电压之和。
3、由电动势一定的电源和一个固定外电路(外电阻一定)组成的闭合电路中:A、电源电动势大于路端电压;B、电源电动势等于路端电压;C、电源的内阻越大时,路端电压就越大;D、电源的总电流越大,路端电压越小。
4、有“1.5V ,0.5 Ω”电池若干,则6只串联而成的电池组后总电动势为______V,总电阻为______Ω。
5、已知电流表的内阻约为0.1Ω,电压表内阻为10KΩ,若待测电阻约为5Ω,用伏安法测其电阻应采用电流表______接法。
若待测电阻约为500Ω,用伏安法测其电阻应采用电流表_____接法。
参考答案:1、化学能,电能,电能,内能;2、A C ;3、A D ;4、9V ,3Ω;5、外,内。
(二)基础题:1、电动势为3V的电池,在电路中输出3A的电流,由此可知:A、内外电阻相差1Ω;B、内、外电阻之和为1Ω;C、外电阻为1Ω;D、内电阻为1Ω。
2、如图所示,S断开时,电源内部消耗的热功率与电源输出功率之比为1:3 ,当S闭合时,它们之比为1:1 ,则S断开和闭合两种情况下电源输出功率之比为多大?SR1R23、如图所示,电压表示数为6.3V ,电流表示数为1.5A , 则电阻测量值R 为:A 、4.2 Ω ;B 、4 Ω ;C 、4.4 Ω ;D 、5 Ω 。
参考答案:1、B ;2、 3:4 ;3、 A 。
(三)应用题:1、在电源电动势为E 的闭合电路中,当外电路电压增大时,内电路电压______,当外电路减小时,内电路电压______。
(填“增大”“减小”或“不变”)2、如图所示,设电源电动势为E ,内阻为r ,当滑动变阻器R 3 的滑动端向左移动时,图中各电表读数的变化情况是V 0= _______ ; V 1= _______; V 2= _______ ;A 1= _______; A 2= _______ ; A 3= _______ 。
(填“变大”“变小”“不变”)3、如图所示的变阻器的总阻值R 1=12Ω,R 2=12Ω,R 3=2.5Ω,变阻器的滑动触头与中心点接触,当开关S 接通时,电压表示数为3V ,这时电源消耗的总功率为9W ,求开关S 断开时,变阻器R 1消耗的功率。
参考答案:1、析:解题时应先明确,公式E = U 外 + U 内,对于电源的外电路是否闭合、是否是纯电阻电路、电阻是否变化都适用。
所以 U 外 增大时,U 内 减小;U 外 减小时,U 内增大。
2、析:滑线变阻器R 3的滑动端向左移动时,R 3变小,R 2和R 3 并联电阻R 23 变小,外电 路电阻R 外变小,所以路端电压U 0变小,总电流I 1变大。
由于U 1 = I 1R ,所以U 1变大。
RAVV 1 V 2V 0A 1A 2 A 3R 1 R 2R 3VR 1R 2R 3S又由于U 2=U 0-U 1 所以U 2变小。
又由于I 2 = U 2 / R ,所以I 2变小。
又由于I 3= I 1- I 2 而I 1变大,I 2变小,故I 3变大[此题如用极限法,即把R 3的滑动端推到最左端来分析,可使问题更简便。
解决这一类问题时,要先分析总电阻的变化,再根据闭合电路欧姆定律判断出总电流I 和路端电压U 的变化。
然后再局部分析。
不要从一局部的变化未经研究整体变化,就直接去研究另一局部的变化。
研究的过程中,要交替地利用欧姆定律和串、并联的特点进行,单靠其中一个不行。
]3、析:R 2和半个R 1并联后,再和半个R 1串联的总电阻 R'=R 12+R 1/2 = 12×6/(12+6)= 10 (Ω)S 接通时,R 外 =33''R R R R + = 2(Ω),总电流为I = 外外R U = 3/2 = 1.5(A )。
由P 总= E I 得 9 = E ×1.5 所以E = 6 (V ),电源内电压U'= E - U 外= 6 –3 = 3 (V ),电源内电阻为r = 3/1.5 = 2 (Ω)S 断开时,R ‘外= 10 (Ω),总电流 I' =rR E+’外= 6/(10+2) = 0.5 (A) R 2的电压U '2=I 'R 12=0.5×4 = 2 (V)R 1的左半段的电流I ‘左l =2/6 (A ),R 1消耗的功率为左右两半电阻的功率之和即: P'=P ‘左l +P ’右L = (65.066222⨯+⨯)()(= 261( W )(四)提高题:1、如图所示,电源电动势E= 12V ,内阻r =1Ω,电阻R 1=R 4=15Ω,R 2=R 3=3Ω,求: (1)电键S 断开时,A 、B 、D 三点的电势; (2)电键S 闭合时,流过电键S 的电流强度。
B E ,rA CSD R 1R 2R 3 R 42、如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10V 和0.1A ,那么,待测量电阻R X 的测量值比真实值___________,真实值为_____________。
(电流表的内阻为0.2Ω)3、试证明:当外电路电阻R 等于内阻r 时,电源有最大输出功率,且最大出功率P 出max =rE 42。
参考答案:1、析:(1)S 断开后,外电阻R 外=)()()).((43214321R R R R R R R R +++++=)153()315()153).(315(+++++= 9 Ω。
I =r R E +外= 1912+= 1.2 (A)I 1 = I 2 =I 21=1/2×1.2=0.6(A) I 3=I 4=I 21=1/2×1.2=0.6(A),U AC =I 1R 1= 0.6×15=9 ( V )。