当前位置:首页 >> 高中教育 >> 第二讲 部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用

第二讲 部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用


第二讲 部分电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律及其应用

一,部分电路欧姆定律 (1)内容: )内容: 导体中的电流跟它两端的电压成 正比,跟它的电阻成反比. 正比,跟它的电阻成反比.

U (2)公式 I = )公式: R
注意: 注意: 欧姆定律适用于金属导体和电 解液,不适用于气体导电 不适用于气体导电. 解液 不适用于气体导



(3)电阻的伏安特性曲线 )
I I R1 R2 0 U U 0 U R3 R4 0 I 0 I U

三,闭合电路的欧姆定律 内容: ⑴ 内容: 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正 跟内,外电路中的电阻之和成反比. 比,跟内,外电路中的电阻之和成反比. ⑵ 闭合电路欧姆定律的表达形式: 闭合电路欧姆定律的表达形式: E 间关系) ① I = R + r(I,R间关系) I , 间关系
R

U外
Er

② E=U外+U内
③ U外 =E-Ir 间关系) (U外 ,I 间关系)

(3)讨论:(E,r 是常量,R,I,U外,U内 是变量 )讨论: , 是常量, , , 是变量)
E I= R+r

E=U外+U内

U外=E-Ir
R

a.当外电阻 减小时,则I 增大 ; 当外电阻R减小时 当外电阻 减小时, 内电压U ; 内电压 内 增大 外电压(路端电压)U外 减小 外电压(路端电压)
I

U外
Er

(E, 是常量, , , 是变量) (3)讨论: ,r 是常量,R,I,U外是变量 )讨论:

E I= R+r

E=U外+U内

U外=E-Ir
R

b.当外电路短路即外电阻为零时, 当外电路短路即外电阻为零时, 当外电路短路即外电阻为零时

E I短 = r

U外

U外=0 U内=E

I

Er

(E, 是常量, , , 是变量) (3)讨论: ,r 是常量,R,I,U外是变量 )讨论:

E I= R+r

E=U外+U内

U外=E-Ir
R S I Er

c.当外电路断开时, 当外电路断开时, 当外电路断开时 U外 = E. . 这就是说, 这就是说,开路时的外电 路端电压) 压(路端电压)等于电源 的电动势. 的电动势

U外

练习1:如图所示,电源的电动势为E,内电阻为r, 练习 :如图所示,电源的电动势为 ,内电阻为 , 外电路接有定值电阻R 和滑动变阻器R,合上开关K, 外电路接有定值电阻 1和滑动变阻器 ,合上开关 , 当滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过 当滑动变阻器的滑动头 从 的最左端移到最右端的过 程中 ( A C ) A.电压表读数一定变大 . B.电压表读数一定变小 . C.R1消耗的功率一定变小 . D.R消耗的功率一定变小 . 消耗的功率一定变小
V R1 P R

Er K

四, 电源的功率
(1)电源的总功率 ) (2)电源的输出功率 ) (3)电源内部消耗的功率 )

五,关于电源的输出功率的讨论 1,如图,已知电源电动势E,内阻 ,外 ,如图,已知电源电动势 ,内阻r, 电阻的最大值R 电阻的最大值 m>r, 求电源的有最大输 出功率的条件,最大输出功率P 出功率的条件,最大输出功率 m.
R
E r

解:

电源的输出功率P=I2R 电源的输出功率

① ②

E 由闭合电路欧姆定律得: 由闭合电路欧姆定律得: I = R + r E2R 联立① ②式解得: P = 联立 式解得: 式解得 R 2 + r 2 + 2rR E2 = r2 R + + 2r R E2 ≤ 4r E2 时取等号, 当R=r时取等号,输出功率有最大值 Pm = 时取等号 4r

1,如图,已知电源电动势E,内阻 ,外 ,如图,已知电源电动势 ,内阻r, 电阻的最大值R 电阻的最大值 m>r, 求电源的有最大输 出功率的条件,最大输出功率P 出功率的条件,最大输出功率 m.
R
E r
P出

(1)条件:R=r )条件: 2 E (2) ) Pm = 4r

Pm

O r

R

2,如图,已知电源E,r,外电阻的最大电 ,如图,已知电源 , , 阻Rm ,若Rm <r,求电源的有最大输出功 , 率的条件及P 率的条件及 m. R P出
Pm

E r
Pm =

O r

R

(1)条件:滑动变阻器电阻 为最大值Rm时 )条件:滑动变阻器电阻R为最大值 2 (2) ) E Rm

(R m + r )

2

3,如图,已知E,r,R0,外电路的总电 ,如图,已知 , , 阻的最大值大于r,求电源的有最大输出功 阻的最大值大于 求电源的有最大输出功 率的条件及P 率的条件及 m.
R
R0

E r

P出 Pm

(1)条件:R+R0=r )条件: 2 E (2) ) Pm = 4r

O r

R

4,如图,已知E,r,R0,若R0大于 ,求 ,如图,已知 , , 大于r, 电源的有最大输出功率的条件及P 电源的有最大输出功率的条件及 m.
R
R0

P出 Pm

E r O r R

(1)条件:滑动变阻器的电阻 )条件:滑动变阻器的电阻R=0 (2) ) E 2 R0 Pm = (R0 + r )2

5,如图,已知E,r,R0,滑动变阻器的最大电阻 ,如图,已知 , , Rm ,求滑动变阻器 消耗的最大功率的条件及 m. 求滑动变阻器R消耗的最大功率的条件及 消耗的最大功率的条件及P

R
E r

R0

(1)若滑动变阻器的最大电阻 m 大于电源的内阻 和 )若滑动变阻器的最大电阻R 大于电源的内阻r和 定值电阻R 之和,则当R 定值电阻 0之和,则当 =r+R0时滑动变阻器消耗的 功率有最大值 E2
Pm = 4(R0 + r )

(2)若滑动变阻器的最大电阻 m 小于电源的内阻 和 )若滑动变阻器的最大电阻R 小于电源的内阻r和 定值电阻R 之和,则当滑动变阻器的电阻为最大值R 定值电阻 0之和,则当滑动变阻器的电阻为最大值 m 时滑动变阻器消耗的功率有最大值 E 2 Rm Pm = (Rm + R0 + r )2

练习2:如图所示电路, 为变阻器, 练习 :如图所示电路,R1为变阻器,R2为定值电 为电源内阻, 上的电功率为P 阻 , r为电源内阻 , 且 r>R2 . 若 R1 上的电功率为 1 , 为电源内阻 R2 上 的 电 功 率 为 P2 . 以 下 叙 述 中 正 确 的 D AB 是 ( ) (A) 要使 1与P2的和最大,必须使 1=r-R2. 要使P 的和最大,必须使R (B) 要使 1最大,必须使 1= R2+ r. 要使P 最大,必须使R . (C) 要使 2最大,必须使 2= R1+ r. 要使P 最大,必须使R . (D)(P1+ P2)的最大值,由ε和r决定. ( 决定. 的最大值, 和 决定 ε r R1 R2

练习3:如图15所示 电源的电动势E= 所示, 练习 :如图 所示,电源的电动势 =7.5V,内 , 定值电阻R 电动机M的线圈 阻r=1.0 ,定值电阻 2=12 ,电动机 的线圈 = 的电阻R= 闭合开关S,电动机转动稳定后, 的电阻 =0.50 .闭合开关 ,电动机转动稳定后, 电压表的示数U 电压表的示数 1 = 4 V,电阻 2 消耗的电功率 2 = , 电阻R 消耗的电功率P 3.0 W.求电动机转动稳定后: .求电动机转动稳定后: (1)电路的路端电压 )电路的路端电压. (2)通过电动机的电流. )通过电动机的电流.
M V R1 R2 Er S

3. 如图 所示的是甲 , 乙 , 丙三个电源的 . 如图5所示的是甲 所示的是甲, 丙三个电源的U—I图线 , 图线, 图线 甲和丙两图线平行, 甲和丙两图线平行,下列判断正确的是 ( B )C A.甲电源的电动势比乙大 . B.乙电源的电动势和内阻都比丙电源大 . C.甲和丙电源的内阻相等 . D.甲电源内阻最大,丙电源内阻最小 .甲电源内阻最大,
U 甲 丙乙 0 I 图5

4. 有一内电阻为 . 有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标为 " 110V 的电解槽和一盏标为" 60W"的灯泡串联后接在电压为 的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端, 的直流电路两端, 的灯泡串联后接在电压为 的直流电路两端 灯泡正常发光, 灯泡正常发光,则 ( C ) A.电解槽消耗的电功率为120W .电解槽消耗的电功率为 B.电解槽发热功率为60W B.电解槽发热功率为60W C.电解槽消耗的电功率为60W .电解槽消耗的电功率为 D.电路消耗总功率为60W .电路消耗总功率为

解答: )路端电压等于R 两端的电压, 解答:(1)路端电压等于 2两端的电压,

U 由 P= R 得 U = U 2 = P2 R2 = 3.0 × 12 V = 6.0 V
(2)电源的电动势 = U2+Ir, )电源的电动势E , 由此得干路电流 E U 2 7.5 6.0 I= A = 1.5 A = r 1.0 通过R 通过 2的电流 U 2 6.0 I2 = A = 0.5 A = R2 12 通过电动机的电流 I1 = I-I2 =(1.5-0.5) A=1.0 A -

2

5.(15分)如图所示,电解槽 和电炉 并联后接 . 和电炉B并联后接 分 如图所示,电解槽A和电炉 到电源上,电源内阻r=1 ,电炉电阻 电炉电阻R=19 ,电解 到电源上,电源内阻 闭合, 断开时, 槽电阻. 槽电阻 . r′=0.5 当 S1 闭合 , S2 断开时 , 电炉消耗功 都闭合时电炉消耗功率475W(电炉 率684W;S1,S2都闭合时电炉消耗功率 ; ( 电阻可看作不变) 试求: 电阻可看作不变).试求: (1)电源的电动势; )电源的电动势; 都闭合时,流过电解槽的电流大小; (2)S1,S2都闭合时,流过电解槽的电流大小; ) 都闭合时, (3)S1,S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能 ) 的功率. 的功率. A S2 解: 1)当S1闭合 2断开时电炉功率为 1 闭合S 断开时电炉功率为P ( ) P1 684 B = = 6A 电炉中电流 I = R 19 S1 E = I (R+r) = 120V 电源电动势

都闭合时电炉功率为P (2)当S1,S2都闭合时电炉功率为 2 )
P2 475 IR = = = 5A 电炉中电流 R 19 U=IR R=5×19=95V 电源路端电压为 × E U 120 95 通过电源的电流为 I= 25A = r 1 通过电解槽的电流为 IA =I- IR =20A

(3)电解槽消耗的电功率 ) PA =IA U=20 ×95=1900W 电解槽内热损耗功率 P热 =IA2 r′ =202 ×0.5=200W 电解槽转化成化学能的功率 P化 =PA - P热 =1700W

6.如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻 .如图所示的电路中,电源的电动势 , r=1.0 ;电阻 1=10 ,R2=10 ,R3=30 ,R4=35 ; 电阻R 电容器的电容C=10 F.电容器原来不带电 求接通电键 电容器原来不带电.求接通电键 电容器的电容 电容器原来不带电 K并达到稳定这一过程中流过 4的总电量. 并达到稳定这一过程中流过R 并达到稳定这一过程中流过 的总电量. 由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为 解: 由电阻的串并联公式 得闭合电路的总电阻为 由欧姆定律得, 通过电源的电流 由欧姆定律得 通过电源的电流 Er I=E/R=1/3 A 电源的端电压 U=E-Ir=8/3 V 电阻R 电阻 3两端的电压
U′ = R3 U = 2V R2 + R3 R1(R2 + R3 ) R= +r =9 R1 + R2 + R3
R2 R1 R4 C K

R3

通过R 通过 4的总电量就是电容器的电量 Q=CU′=2.0×10-5 C ×

7. 小张同学将一直流电源的总功率 E,输出功率 R 小张同学将一直流电源的总功率P 输出功率P 和电源内部的发热功率P 和电源内部的发热功率 r随电流 I 变化的图线画在 了同一坐标纸上, 了同一坐标纸上,如右图中的 a,b,c 所示,则下 , , 所示, ( AC ) 列判断正确的是
P/W

A.直线 a 表示电源的总功率 直线 B .曲线 b 表示电源的输出功率 曲线 C.电源的电动势 E= 3V.内电阻 电源的电动势 内电阻r=1 内电阻 D .电源的最大输出功率 max= 9W 电源的最大输出功率P 电源的最大输出功率
解见下页

9 6 3 0 1 2

a

b c

I/A 3

解:电源的总功率 E =IE∝I 电源的总功率P ∝ 所以直线 a 表示电源的总功率 电源内部的发热功率P 电源内部的发热功率 r =I2r∝I2 ∝ 所以曲线 b 表示电源内部的发热功率 输出功率
E 2 E2 PR = I 2 R = ( ) R= R+r ( R r )2 + 4r R
P/W 9 6 3 0 1 2

a

b c

由直线 a ,E=P/I=9/3=3V 由曲线 b, r=Pr /I2 =9 / 32 =1

I/A 3

四,闭合电路的U-I 图象 闭合电路的 右图中a为电源的 图象 为外电阻的U-I 图象; 图象; 右图中 为电源的U-I图象;b为外电阻的 为电源的 图象; 为外电阻的 a的斜率的绝对值表示内阻大小;a与纵轴的交点坐标表 的斜率的绝对值表示内阻大小; 与纵轴的交点坐标表 的斜率的绝对值表示内阻大小 示电源的电动势; 的斜率的绝对值表示外电阻的大小 的斜率的绝对值表示外电阻的大小; 示电源的电动势;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和 路端电压; 路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输 出功率; 出功率; 当两个斜率相等时(即内, 当两个斜率相等时(即内, 外电阻相等时)图中矩形面积最 外电阻相等时 图中矩形面积最 U 即输出功率最大( 大,即输出功率最大(可以看 出当时路端电压是电动势的一 电流是最大电流的一半) 半,电流是最大电流的一半) O .
E u N M(I,U) (, ) b a
β

α I Im i

六,串,并联电路的基本特征
1. 串联电路的特征: 串联电路的特征: ① I=I1=I2=I3=… ② U=U1+U2+U3+… ③ R=R1+R2+R3+… ④ U1 = U 2 = U 3 = = U = I R1 R2 R3 R
P1 P2 P3 P ⑤ = = == = I2 R1 R2 R3 R

并联电路的特征: 2. 并联电路的特征: ① ② ③ ④ ⑤ I=I1+I2+I3+… U=U1=U2=U3=… 1 1 1 1 = + + + R R1 R2 R3 I1R1=I2R2=I3R3=…=IR=U P1R1=P2R2=P3R3=…=PR=U2

七,关于并联电路的五个推论: 关于并联电路的五个推论:

更多相关文档:

第七章 第二讲 部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用

第二讲 部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用 基础巩固 1.在电源一定的电路里,下面说法正确的是( ) A.外电阻增加一倍,路端电压也增加一倍 B.电源电动势等...

全电路欧姆定律与部分电路欧姆定律

R?r 二、部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律的比较 1.相同点 二者的相同点:两表达式中的 R 一般指纯电阻(线性电阻) ,都既可应用于 直流电路又可应用于交流...

第二讲 闭合电路欧姆定律的应用教案

二、重点、难点分析 1.重点:部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律和串并联电路特点的应用。 2.难点:判断电路的连接关系;应用部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律分析...

第二讲 部分电路欧姆定律

第二讲 部分电路欧姆定律_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。第二讲 部分...I=U/R 是欧姆定律的数学表达式 表示通过导体的电流 I 与电压 U 成正比,与...

闭合电路欧姆定律的五种应用

然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端 电压的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、 电压变化情况.此类问题的分析要理解好...

2014物理闭合电路欧姆定律及其应用高考题汇总(含答案)

特别提醒 在电路动态分析中,要注意闭合电路欧姆定律部分电路欧姆定律及串联分压和并联 分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时,可从电流、电压和功率三个量中的...

第八章第二讲电路 闭合电路的欧姆定律

对它们的分析要熟练 掌握闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联电路中电压和电流的关系. 2.电路总动态分析的思路 确定局部 电阻的变化― →分析总电 阻的变...

部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律

(U、R 间关系).实际应用时要根据已知条件灵活地选择上面四个表达式中的某一个...第二讲_部分电路欧姆定律... 30页 免费 第六节 闭合电路欧姆定律... 2页 ...

闭合电路欧姆定律及其应用复习讲义

电路期末复习讲义微信:lwwl100 闭合电路欧姆定律及其应用复习讲义 知识点一 [记...电路期末复习讲义微信:lwwl100 知识点二 部分电路欧姆定律 [记一记] 1.内容...
更多相关标签:
闭合电路欧姆定律 | 闭合电路欧姆定律课间 | 闭合电路欧姆定律习题 | 闭合电路欧姆定律ppt | 闭合电路的欧姆定律 | 闭合电路欧姆定律教案 | 闭合电路欧姆定律图像 | 闭合电路中的欧姆定律 |
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com