人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律习题课件ppt

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新课探究电动势含义闭合电路的欧姆定律U-I图像动态电路分析串反并同
会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系
理解电源电动势的基本含义
理解内、外电压，闭合电路的欧姆定律
电源和电阻的U-I图像
掌握动态电路分析的特殊方法：串反并同
学习电源时，我们知道它能把自由电子从正极搬到负极。
由图示可见，在电源“搬运”电荷，生成电能过程中，要克服电场力，因此，电源需要将其它形式能量转化为电能。
物理意义：表征电源把其他形式的能量转化为电能的本领。用E表示。定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。定义式： 。单位：伏特，符号：V。决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。
闭合电路是指由电源、用电器及导线组成的完整的电路。如图所示：电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。
如图，电路中电流为I，则在时间t内，非静电力做的功，等于内、外电路中电能的总和，即EIt=I2Rt+I2rt。
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。表达式： 。E＝U外＋U内
闭合电路的电源及电阻的U－I图像
直线①、②分别为电源和电阻的U-I图像如图所示，直线①与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。
交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R串联时的工作电流和电阻R两端的电压(即电源的路端电压)。虚线框和坐标轴所围“面积”表示电源的输出功率P出＝UPIP。电源的效率 。
闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。其分析的一般思路为：(1)明确电路结构，即电路各元件的连接方式。(2)明确局部电阻的变化和外电路总电阻R的变化。(3)运用 判断I的变化。(4)运用U内＝Ir判断U内的变化。(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。(6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。
串反并同：当外电路任一电阻发生变化时，与该电阻有串联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相反；与变化电阻有并联关系的用电器电流、电压、功率的变化与变化电阻的阻值变化相同。适用条件：电源内阻r≠0。电路中某一电阻由断路（此时阻值可看成∞大）到通路状态，阻值减小；由通路到断路状态，阻值增大。电源与路端任一电阻均为串联。
闭合电路问题的求解方法
(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阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出I。
(3)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列式计算。
闭合电路欧姆定律的表达形式
1.（公式、基础计算）如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（　　）A．1VB．1.2VC．2VD．4V
【详解】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为： ，电路中干路电流为： ，根据闭合电路欧姆定律得： 。当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为： ，根据闭合电路欧姆定律得： 。联立解得：E=2V、r=0.5Ω。故C项正确，ABD三项错误。
2．（U-I图像）在如图所示的U-I图像中，直线1为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线2为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（　　）A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的效率为80%D．电源的输出功率为4 W
【详解】根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir；当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则： ；A正确；根据图像可知电阻： B正确；电源的效率： ；C错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4W；D正确。
3．（动态电路分析）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A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（ ）A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大
【详解】S断开，相当于电阻变大，根据串反并同，电压表与R2并联，读数变大，电流变与R2并联，读数变大。故B正确。
4．（故障电路分析）用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是(   )A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路
【详解】由Ucd＝0 V，Ubc＝0 V可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad＝5.0 V和Uab＝5.0 V可知，b、d两点等电势，电键S、灯泡L、电阻R′均为通路，所以故障可能是R断路，故B正确ACD错误。
5．（含容电路分析）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路，开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，Q1与Q2的比值为（ ）A．B．C．D．
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压 ，得Q1=CU1；S闭合时， ，Q2=CU2，故 ，故选C
完成《12.2 闭合电路的欧姆定律分题型练习题》