（人教版）选修3-1物理 2.7《闭合电路的欧姆定律》ppt课件

（人教版）选修3-1物理 2.7《闭合电路的欧姆定律》ppt课件内容摘要：

1、第 7节 闭合电路的欧姆定律 1 掌握闭合电路欧姆定律的推导过程 2 理解闭合电路欧姆定律 ， 应用它讨论路端电压和负载的关系 3 应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算 要点一 闭合电路的欧姆定律 1 闭合电路组成 (1)外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路 ，在外电路中 ， 沿电流方向电势降低 (2)内电路：电源内部的电路 ， 在内电路中 ， 沿电流方向电势升高 2 闭合电路的欧姆定律 (1)推导：如图所示 ， 设电源的电动势为 E， 外电路电阻为 R， 内电路电阻为 r， 闭合电路的电流为 外电路中电能转化成的内能为 E 外 内电路中电能转化成的内能为 E 内 非静电力做的功为 2、 W 根据能量守恒定律有 W E 外 E 内 ， 所以 整理后得到 E 即 I r. (2) 内容：闭合电路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 (3) 表达式： I r. (4) 常用的变形式： E E U 外 U 内 ， U 外 E 3 对闭合电路欧姆定律的理解 (1) I 只适用于外电路为纯电阻电路的情况，对外电路中含有非纯电阻元件 ( 如电动机、电解槽等 ) 的不适用 (2) E U 外 U 内 U 外 即电源电动势等于内外电路的电压之和普遍适用 于外电路为任意用电器的情况 (3)将电压表接在电源两极间测得的电压 指路端电压 ， 不是内电路两端的电压 ， 也不是电源 3、电动势 ， 所以 E. (4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同 ， 但二者是本质不同的物理量 电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小 ， 路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小 (1)对给定的电源 ， 认为 E、 (2)对于有电压变化的闭合电路问题 ， 由 E 可知：内 、 外电路电压变化的绝对值相等 ， 即 | |. (3)外电路含有非纯电阻元件 (如电动机 、 电解槽等 )时 ， 不能直接用欧姆定律解决电流问题 ， 可以根据串 、 并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算 要点二 路端电压与负载的关系 1 路端电压与负载 (1)路端电压 U：又叫 4、外电压 ， 它是外电路上总的电势降落 (2)负载 R：电路中消耗电能的元件统称为负载 2 路端电压 U 与负载 R 的关系 (1) 当外电阻 R 增大时，根据 I 减小，内电压 小，根据 U 外 E 知路端电压 U 外 增大 (2) 当外电阻 R 减小时，根据 I r 可知电流 I 增大，内电压 大，根据 U 外 E 知路端电压 U 外 减小 3 电源的 电阻 电源 U I 图象 研究 对象 对某一固定电阻而言，两端电压与通过电流成正比关系 对电源进行研究，电源的外电压随电流的变化关系 图象的 物理意义 表示导体的性质 R R 不随 U 与 I 的变化而变化 表示电源的性质，图线与纵轴的交点表 5、示电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻 联系 电源的电动势和内阻是不变的，正是由于外电阻 外 和总电流 I 的变化 在闭合电路中 ， 任何一个电阻的增大 (或减小 )， 都将引起电路总电阻的增大 (或减小 )， 该电阻两端的电压一定会增大 (或减小 ) 要点三 闭合电 路中的功率和效率 1 各部分功率关系分析 由 P 电源 电源的输出功率： 当外电路为纯电阻电路时讨论如下 (1) 电源的输出功率 P 出 R r 2 R R r 2 4 2 R r 2R 4 r 时，电源有最大输出功率 P 出 m a x r. (2) P 出 与外电阻 R 的函数关系图象 图象分析 R r 时， R 越大， 6、P 出 越大 R r 时， R 越大， 小 R r 时， P 出 r，为最大值 (3) 电源的效率 P 出P 外E R r r11 见，外电阻 R 越大，电源的效率越高 (1)电源输出功率越大 ， 效率不一定越高 ， 如电源输出功率最大时 ， 效率只有 50%. (2)判断可变电阻功率变化时 ， 可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻 如图所示的电路中 ， 当 电压表和电流表 (均为理想电表 )的示数各为 和 ；当 它们的示数各改变 和 ， 求电源的电动势及内阻 题 型 1 闭合电路欧姆定律的应用 【 解析 】 当 由闭合电路欧姆定律得： E 即 E 当 由闭合电路欧姆定律得： E 即 7、 E (V (0.1)r 由 得： E 2 V， r 1 . 【 答案 】 2 V 1 【 方法总结 】 解决闭合电路问题的一般步骤： (1)分析电路：认清各元件的串 、 并联关系 ， 必要时画等效电路图 ， 特别注意电压表和电流表对应的电路 (2)求总电流 I：若已知内 、 外电路上所有电阻的阻值和电源电动势 ， 可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内 、外电路上有多个未知电阻 ， 可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流 I；当以上方法都行不通时 ， 可以应用联立方程求出 I. (3)各部分的电压 、 电流：根据串 、 并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流 (4)注意适用 8、条件：外电路含有非纯电阻元件时 (如电动机 ， 电解槽等 )， 不能直接用欧姆定律解决电流问题 ，可以根据串 、 并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算 (2014闵行区二模 )在如图所示的电路中 ， 电阻 12 ， 8 ， 4 电流表示数为 ；当 电流表示数为 则电源电动势为 _V， 内电阻_. 变式训练 1析： 当开关 S 断开时，路端电压 U 1 I 1 ( R 2 R 3 ) 3 V ，电阻 R 1 R 2 R 3 ，则干路电流为 2 I 1 ，根据闭合电路欧姆定律得 E U 1 2 I 1 r ；当开关 S 闭 合时，路端电压 U 2 I 2 R 2 ，干路电流 I I 2 I 2 9、R 2R 1 ， E U 2 ，联立各式得 E ， r . 答案： 在如图所示的电路中 ， 3均为定值电阻 ， 当， 此时三个电表 的示数分别为 2的滑片向 则三个电表示数的变化情况是 ( ) A B C D 题 型 2 闭合电路的动态分析方法及步骤 【解析】 滑动变阻器 R 2 的滑片向 b 滑动时，电阻变小， R 1 和 R 2 并联的电阻 R 12 R 1 R 2R 1 R 2减小，则 R 外 R 3 R 12 减小，由 I 变大 再由 U E U 变小；由 I 1 U 1R 1， U 1 U 得 I 1 减小；由 I 2 I I 1 得 I 2 增大，选项 B 正确 【 答案 】 B 10、【 方法总结 】 直流电路的动态分析： 1 引起电路特性发生变化主要有三种情况： (1)滑动变阻器滑片位置的改变 ， 使电路的电阻发生变化； (2)电键的闭合 、 断开或换向 (双掷电键 )使电路结构发生变化； (3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化 2 进行动态分析的常见思路是：由部分电阻变化推断外电路总电阻 ( R 外 ) 的变化，再由全电路欧姆定律 I 总 总 的变化，最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况 3 分析方法 (1)程序法：基本思路是 “ 部分 整体 部分 ” 即从阻值变化入手 ， 由串并联规律判知 变化情况 ， 再由欧姆定律判知 变化情况 ， 最后由部分电路 11、欧姆定律及串联分压 、 并联分流等规律判知各部分的变化情况 (2)结论法 “并同串反 ” ： “ 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 、 两端电压 、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 、 两端电压 、 电功率都将减小 “ 串反 ” ：是指某一电阻增大时 ， 与它串联或间接串联的电阻中的电流 、 两端电压 、 电功率都将减小；某一电阻减小时 ， 与它串联或间接串联的电阻中的电流 、 两端电压 、 电功率将增大 (3)特殊值法与极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 ， 可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论 (2014烟台模拟 )如图所示电路 ， 电源内阻不可忽略 在滑动变阻器触头由 下列说法中正确的是 ( ) A 电流表示数减小 B 小灯泡 C 电源内电阻消耗功率减小 D 电源输出功率一定增加 变式训练 2解析： 分析电路结构 ， 滑动变阻器和灯泡串联再和电阻 电流表测量通过电阻 滑动变阻器触头由 电阻变大 ， 总阻值变大 ， 干路电流变小 ， 内电压变小 ， 路端电压变大 ， 根据欧姆定律可知 ， 通过电阻 电流表的示数变大 ， 故 路电流变小 ， 通过电阻 则通过灯泡 灯泡变暗 ， 故 内电压变小，根据功率公式 P。