(整理)講義閉合電路歐姆定律

1、精品文檔龍文教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義教師：學(xué)生：時(shí)間:_年_M日_一段課題§ 3閉合電路歐姆定律教學(xué)目標(biāo)：1、掌握閉合電路歐姆定律，并能應(yīng)用其解決有關(guān)問題；2、掌握路端電壓和外電路電阻的關(guān)系，掌握討論電路結(jié)構(gòu)變化題的一般方法3、掌握閉合電路的 U-I圖象重點(diǎn)：閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用難點(diǎn)：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用一、閉合電路歐姆定律1.、主要物理量。I、U,前兩個(gè)是常量，后三個(gè)是變量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：E=U外+U內(nèi)E、一I = （k R間關(guān)系）R rU=E-Ir （U、I間關(guān)系）三 R .U =E （U、R間關(guān)系）R r從式看出：當(dāng)外電路

2、斷開時(shí)（1 = 0）,路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。而這時(shí)用電壓表去測量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小 于電動(dòng)勢(shì)（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時(shí)（R = 0,因而U = 0）電流最大為Im=E/r （一般不允許出現(xiàn)這種情況, 會(huì)把電源燒壞）。2.、電源的功率和效率。功率：電源的功率（電源的總功率）Pe=EI電源的輸出功率 P出=UI電源內(nèi)部消耗的功率 Pr=I 2r電源的效率：n p =U =R（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）Pe E R r例1電源的輸出功率變化的圖線如圖所示,精品文檔3 .、變化電路的討論。閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路 和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。討論

3、依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電 路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。以右圖電路為例：設(shè) Ri增大，總電阻一定增大；由 I =-E, I 一定減小；由U=E-Ir , U一定增大；R r因此U4、I4 一定增大；由I3= I-I4,gU3 一定減??；由5=U-U3, U2、I2 一定增 大；由Ii=I3 -I2, Il 一定減小?？偨Y(jié)規(guī)律如下:總電路上R增大時(shí)總電流I減小，路端電壓U增大；變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同；和變化電 阻有串聯(lián)關(guān)系（通過變化電阻的電流也通過該電阻）的看電流（即總電流減小時(shí)，該電阻的電流、電壓都減?。?和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的（通過變化電阻的電流不通過

4、該電阻）看電壓（即路端電壓增大時(shí)，該電阻的電流、 電壓都增大）?！纠?】 【例3】4 、.電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的比較：電動(dòng)勢(shì)3路端電壓U物理意義反映電源內(nèi)部非靜電力做功把其它形 式的能量轉(zhuǎn)化為電能的情況反映電路中電場力做功把電能轉(zhuǎn)化 成為其它形式能量的情況定義式即 £ -時(shí)為電源的非靜電力把正電荷從電源 內(nèi)由負(fù)極移到正極所做的功臚q期為電場力把正電荷從電源外部由 正極移到負(fù)極所做的功量度式測量運(yùn)用歐姆定律間接測量用伏特表測量決定因素只與電源的性廉有關(guān)與電源和電路中的用電器有關(guān)特殊情況當(dāng)電源開路時(shí)路端電壓u值等于電源電動(dòng)勢(shì)&5 、.閉合電路的U-I圖象。aAi右圖中a為電源的U-I

5、圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻 接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率； 的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大?。籦的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電 壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）?！纠?】6 .、滑動(dòng)變阻器的兩種特殊接法。在電路圖中，滑動(dòng)變阻器有兩種接法要特別引起重視：右圖電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 P從a端滑向b端的過程中，到達(dá)中 點(diǎn)位置時(shí)外電阻最大，總電流最小。所以電流表 A的示數(shù)先減小后增大；可以證明： 的示數(shù)一直減小，而 A2的示數(shù)一直增

6、大。Rx右圖電路中，設(shè)路端電壓 U不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 P從a端滑向b端 的過程中，總電阻逐漸減??；總電流 I逐漸增大；Rx兩端的電壓逐漸增大，電流 Ix也 逐漸增大（這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理） ；滑動(dòng)變阻器r左半部的電流I /先減小 后增大。【例5】7 .、黑盒問題。如果黑盒內(nèi)只有電阻，分析時(shí)，從阻值最小的兩點(diǎn)間開始?！纠?】、電路故障問題的分類解析1 .、常見的故障現(xiàn)象斷路：是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻無窮大，此時(shí)無電流通過，若電源正常時(shí)，即用電壓表兩端 并聯(lián)在這段電路（或用電器）上，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該段電路斷路，如電路中只有該一處斷路，整個(gè)電路的電勢(shì) 差全部降落在該

7、處，其它各處均無電壓降落（即電壓表不偏轉(zhuǎn)）。短路:是指電路兩點(diǎn)間（或用電器兩端）的電阻趨于零，此時(shí)電路兩點(diǎn)間無電壓降落， 用電器實(shí)際功率為零 （即 用電器不工作或燈不亮，但也源易被燒林）2 、.檢查電路故障的常用方法電壓表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電壓表測量各部分電路上的電壓，通過對(duì)測量電壓值的分析, 就可以確定故障。在用電壓表檢查時(shí)，一定要注意電壓表的極性正確和量程符合要求。電流表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電流表測量各部分電路上的電流，通過對(duì)測量電流值的分析, 就可以確定故障。在用電流表檢查時(shí)，一定要注意電流表的極性正確和量程符合要求。歐姆表檢查法：當(dāng)電路中斷開電源后，可以利

8、用歐姆表測量各部分電路的電阻，通過對(duì)測量電阻值的分析, 就可以確定故障。在用歐姆表檢查時(shí)，一定要注意切斷電源。試電筆檢查法：對(duì)于家庭用電線路，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用試電筆進(jìn)行檢查。在用試電筆檢查電路時(shí)，- 定要用手接觸試電筆的上金屬體。3.、常見故障電路問題的分類解析(1)(4)給定可能故障現(xiàn)象，確定檢查方法 給定測量值，分析推斷故障【例 根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障【例:如【例7】8【例9】i0】。【例iU根據(jù)故障，分析推斷可能觀察到的現(xiàn)象例析【例1】已知如圖，E =6V, r =4Q , R=2Q, R2的變化范圍是0100。求：電源的最大輸出功率；上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。

9、2.25W; 2W; i.5W。Ri例2數(shù)為0.20A.A.0.28AC.0.22A如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略.已知定值電阻Ri=i0Q , R2=8Q .那么當(dāng)電鍵S接位置2時(shí)，電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值B.0.25AD.0.i9A當(dāng)電鍵S接位置1時(shí)，電流表的示C【例3】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)電阻為r.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表Vi、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為A Un A U2,下列說法中正確的是BDA.小燈泡Li、L3變暗,L2變亮B.小燈泡L3變暗，Li、L2變亮C.A Ui< A U2D. A Ui> A U2【例4】 如圖所示，圖線a是某一

10、蓄電池組的伏安特性曲線，圖線 曲線.若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0Q ,則這只定值電阻的阻值為可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外Vi一只某種型號(hào)的定值電阻的伏安特性?，F(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻,電路中，輸出功率最大時(shí)是 _50 Wo【例5】如圖所示，電路中ab是一段長10 cm,電阻為100 的均勻電阻絲。兩只定值電阻的阻值分別為Ri=80 和R2=20 Q o當(dāng)滑動(dòng)觸頭 P從a端緩慢向b端移動(dòng)的全過程中燈泡始終發(fā)光。則當(dāng)移動(dòng)距離為_10_cm時(shí)燈泡最亮，移動(dòng)距離為 _2 cm時(shí)燈泡最暗。aAAAAAAAAAA>RiR2【例6】 如圖所示，黑盒有四個(gè)

11、接線柱，內(nèi)有4只阻值均為6 的電阻，每只電阻都直接與接線柱相連。測得 Rab=6a, Rac=Rad=10Qo Rbc=Rbd=Rcd=4 ,試畫出黑盒內(nèi)的電路?！纠?】（97年高考試題）在如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器Rr R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的，為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先將萬用表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連電阻器R1的b端和&的c端，并觀察萬用表指針的示數(shù)，在下列選檔中，符合操作規(guī)程的是：AA.直流10V擋； B.直流0.5A擋；C.直流2.5V擋； D.歐姆擋。例8 （ 2000年全國高考試題）如圖所示 為一電路板的示意圖，a、b、c、d

12、為接線柱，a、b與220V的交 流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓 表分別測得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為 220V。由此可知： C、D（A） ab間電路通，cd間電路不通 （B） ab間電路不通，bc間電路通 （C） ab間電路通，bc間電路不通 （D） bc間電路不通，cd間電路通【例9】（2000年上海高考試題）某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時(shí)測得各電表的示數(shù)如下表所示:序號(hào)A1示數(shù)（A ）A2示數(shù)（A）V1示數(shù)（V ）V2示數(shù)(V)10.600.302.401.2020

13、.440.322.560.48將電壓表內(nèi)阻看作無限大，電流表內(nèi)阻看作零。電路中 巳r分別為電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，R1 , R2, R3為定值電阻，在這五個(gè)物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量是（不要求具體計(jì)算） 。由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了（但不為零）,若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是。解析：先將電路簡化，Ri與r看成一個(gè)等效內(nèi)阻r' =R+r,則由Vi和A1的兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E;由A2和Vi的數(shù)據(jù)可求出電阻 R3；由V2和Ai、A2的數(shù)據(jù)可求出R2。當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩電壓表的示數(shù)相同時(shí)，但又不為零，說明V2的示數(shù)也是路端電壓，即外電路的電壓全降在電

14、阻R2上，由此可推斷 Rp兩端電壓為零，這樣故障的原因可能有兩個(gè)，若假設(shè)Rp是完好的，則R2一定斷路。&是完好的，則Rp一定短路；若假設(shè)（3）根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障【例10】（2001年上海高考試題）如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈 Li、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈 Li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：A（A） Ri斷路 （B） R2斷路（C） R3短路 （D） R4短路【例ii】某居民家中的電路如圖 6所示，開始時(shí)各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常發(fā)光.拔出電飯煲的插頭，把試電筆分

15、別插入插座的左、右插孔，窟管均能發(fā)光，則：CA.僅電熱壺所在的 C、D兩點(diǎn)間發(fā)生了斷路故障B.僅電熱壺所在的 C、D兩點(diǎn)間發(fā)生了短路故障C.僅導(dǎo)線AB間斷路D.因?yàn)椴遄脤?dǎo)線接地，所以發(fā)生了上述故障【例i2如圖所示，燈泡 A和B都正常發(fā)光，R2忽然斷路， 已知U不變，i3t分析 A、B兩燈的亮度如何變化？綜合例析【例i3如圖所示的電路中，定值電阻 R=3 Q ,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電源內(nèi)、外電路消耗的功率之比為i : 3;當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，內(nèi)、外電路消耗的功率之比為i ： i.求開關(guān)S閉合前和閉合后，燈泡 L上消耗的功率之比（不計(jì)燈泡電阻的變化）Pl 94R = 0L_J【例14在如圖所示的電路中，

16、Ri=2R2=R3=4 Q ,當(dāng)電鍵K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為 4 W,當(dāng)電鍵K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為 4.5 V,試求：(1)電鍵K接a時(shí)，通過電源的電流和電源兩端的電壓；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(3)當(dāng)電鍵K接c時(shí)，通過R2的電流.(1) 4 V (2) E=6 V r=2 Q (3) 0.5 A【例15在如圖所示的電路中， 電源的電動(dòng)勢(shì) E=3.0 V ,內(nèi)阻r=1.0 阻 R二10 Q , R2=10 Q , R3=30 Q , R4=35 Q ;電容器的電容 C=100 科 器原來不帶電.求接通電鍵K后流過R4的總電量.2.0X 10-4 C三、針對(duì)訓(xùn)練1.關(guān)于閉合電路，下列說

17、法中正確的是A.閉合電路中，電流總是從電勢(shì)高的地方流向電勢(shì)低的地方B.閉合電路中，電源的路端電壓越大，電源的輸出功率就越大C.閉合電路中，電流越大，電源的路端電壓就越大D.閉合電路中，外電阻越大，電源的路端電壓就越大2 .用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源對(duì)外電路供電，下列判斷中正確的是電源短路時(shí)，路端電壓為零，電路電流達(dá)最大值外電路斷開時(shí)，電路電壓為零，路端電壓也為零路端電壓增大時(shí)，流過電源的電流一定減小路端電壓增大時(shí)，電源的效率一定增大精品文檔A.B.C.D.3 .一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV,短路電流為40 mA,若將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路，則它的路端

18、電壓是A.0.10 VB.0.20 V C.0.30 VD.0.40 V4. （2002年全國高考理科綜合能力試題）在如圖所示的電路中， 電源的電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻為”,設(shè)電流表A的讀數(shù)為I, 移動(dòng)時(shí)，A.I變大，U變小B.I變大，U變大C.I變小，U變大D.I變小，U變小Ri、&、R3和甩皆為定值電阻，R5為可變電阻，電壓表V的讀數(shù)為U。，當(dāng)R的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端精品文檔4題圖5題圖6題圖5 .如圖1302所示，直線 A為電源的UI圖線，直線B為電阻R的UI圖線，用該電源和電阻組成閉合電 路時(shí)，電源的輸出功率和電路的總功率分別是A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.

19、2 W、3 W6 .如圖所示，電源E的電動(dòng)勢(shì)為3.2 V,電阻R的阻值為30 ，小燈泡L的額定電壓為 3.0 V,額定功率為4.5 W, 當(dāng)電鍵S接位置1時(shí)，電壓表的讀數(shù)為 3 V,那么當(dāng)電鍵 S接到位置2時(shí)，小燈泡L的發(fā)光情況是A.很暗，甚至不亮B.正常發(fā)光C.比正常發(fā)光略亮D.有可能被燒壞7題圖8題圖7 .如圖1 304所示的電路中，閉合電鍵 S后，燈Li和L2都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷，這故障可能是A. Li燈燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路8 .如圖所示，直線 OAC為某一直流電源的總功率 P總隨電流I變化的圖線.

20、拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功 率Pr隨電流I變化的圖線.若A、B的橫坐標(biāo)為1 A,那么AB線段表示的功率等于A.1 W B.3 W C.2 WD.2.5 WE,內(nèi)阻為r.設(shè)電流表A的讀數(shù)為9 .在如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為I,電壓表V的讀數(shù)為U.當(dāng)R3滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)，則&©書國爛! ®A.I變大，U變小B.I變大，U變大精品文檔C.I變小，U變大D.I變小，U變小10 .調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值，使電壓表 V的示數(shù)增大A U,在這個(gè)過程中A.通過Ri的電流增加，增加量一定等于AU/RiB.R2兩端的

21、電壓減小，減少量一定等于AUC.通過R2的電流減小，但減少量一定小于AU/R2D.路端電壓增加，增加量一定等于AU11.如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中A.電阻R中沒有電流B.電容器的電容變小C.電阻R中有從a流向b的電流D.電阻R中有從b流向a的電流12 .某閉合電路的路端電壓 U隨外電阻R變化的圖線如圖1306所示，則電源的電動(dòng)勢(shì)為 ，內(nèi)電阻為 ,當(dāng)U=2 V時(shí)，電源的輸出功率為 .12題圖13題圖14題圖13 .在如圖所示的電路中，電源的內(nèi)阻不可忽略不計(jì)，已知R1=10 Q , R2=8 Q.S與1連接時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A;

22、將S切換到2時(shí)，可以確定電流表的讀數(shù)范圍是 .14 .如圖所示，電路中電阻 R=8 Q , R2=10 Q , R3=20 Q ,電容器電容 C=2 pF,電源電動(dòng)勢(shì) E=12 V,內(nèi)電阻r 不計(jì)，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R由2 變至22 的過程中，通過 A2的電荷量是 , A1的讀數(shù)變化情況是 （選填“增大” “減小” “先增后減” “先減后增”）.15 .如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢(shì) E=9.0 V ,內(nèi)電阻r=2.0 Q ,固定電阻R1=1.0 Q , R2為可變電阻，其阻值 在010 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，問：取R2=時(shí)，R1消耗的電功率最大.取R2=時(shí)，R2消耗的電功率最大.精品文檔1

23、5題圖16題圖17題圖16 .如圖所示，變阻器 R2的最大電阻是10a=5電源的內(nèi)電阻r=1 當(dāng)電鍵S閉合，變阻器的滑片在中點(diǎn)位置時(shí)，電源的總功率為16 W,電源的輸出功率為 12 W.此時(shí)電燈R1正常發(fā)光，求：（1）電燈阻值R1是多少？（設(shè)R1阻值恒定不變）（2）當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，要使電燈正常工作，應(yīng)使變阻器的電阻改變多少？17 . （12分）如圖13011所示的電路中，電源由 6個(gè)電動(dòng)勢(shì)Eo=1.5 V、內(nèi)電阻ro=0.1 的電池串聯(lián)而成；定 值電阻R=4.4 Q , R2=6 Q , R2允許消耗的最大電功率為Pm=3.375 W,變阻器開始接入電路中的電阻R3=12 Q ,求：（1）開始時(shí)通過電池的電流多大？電源的輸出功率多大？（2）要使R2實(shí)際消耗的功率不超過允許的最大值，可變電阻R3的取值范圍是什么？18 . （12分）“加速度計(jì)”作為測定物體加速度的儀器，已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制 導(dǎo)中，如圖所示是“應(yīng)變式加速度計(jì)”的原理圖.支架A、B固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在 A、B間的水平光滑桿上，并用輕彈簧固接于支架 A上，其下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上自由滑動(dòng).隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動(dòng)，滑塊相對(duì)于支架發(fā)生位移，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從