(新)2.7闭合电路欧姆定律.ppt

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t,.,（,1,）意义：定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻，这是一对矛盾在电路中的统一。变式,E=U,外,+U,内,=I(R+r),则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的。,.,（,2,）说明,用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压,U,外，不是内电路两端的电压,U,内，也不是电源电动势，所以,U,外,E,。,当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以,U,内,=0,，此时,E=U,外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。,或,E=I(R+r),只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。,U,外,=E,Ir,和,E=U,外,+U,内适用于所有的闭合电路。,.,、表述：闭合电路中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,、对纯电阻电路,外电路是,纯电阻,的电路。,二、闭合电路欧姆定律：,.,3,、说明：,（,2,）,.,是内电路上的电势降落，习惯上叫,内电压,.,（,1,）,.,是外电路上总的电势降落，习惯上叫,路端电压,.,A,B,C,D,R,r,适用于任何闭合电路,只用于纯电阻电路,.,思考：,当滑动变阻器的滑片由,a,向,b,移动时,安培表和伏特表示数如何变化,?,R,R,总,总,外,示数减小,示数增大,外,r,.,、如图电路：,R,增大，电流减小，路端电压增大,R,减小，电流增大，路端电压减小,路端电压,:,三、路端电压跟负载（外电阻）的关系,.,A,B,A,B,B,D,C,A,6,（,1,）外电路断路时,（,2,）外电路短路时,断路,(,R,I,=0),短路,(,R,=0),两种特殊情况,B,D,C,A,.,表达式：,U,外,=,E,Ir,(,y=k x+b,),3,路端电压与电流关系图象（电源的外特性曲线）,当其坐标原点所表示的路端电压和电流皆为时：,纵坐标截距等于电源电动势,横坐标截距等于,短,E,/,r,E,I,短,斜率绝对值等于电源内阻 内阻越大，图线倾斜得越厉害,1,2,导与练,P62,例,1,.,(,思考：本题其实是测量电源电动势和内阻的一种方法，把安培表换成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？,),【,例,】,在图中，,R,1,14,，,R,2,9,，当开关,S,切换到位置,1,时，电流表的示数为,I,1,0.2A;,当开关,S,切换到位置,2,时，电流表的示数为,I,2,0.3A,。求电源的电动势,E,和,r,.,解,:,得,:,.,导与练,P62,例,1,针对训练,1,1,电路分析,图像处理,.,四、闭合电路中的功率,由于闭合电路中内、外电路的电流相等，,得：,1,电源提供的功率（电源功率）：,2,电源的输出功率（,外电路得到的功率,）,3,电源内阻上的热功率,说明：外电路可以是任何电路。,4,.,供电效率,:,=,P,出,/,P,总,U,外,/,E,.,讨论：滑片从,a,移动到,b,的过程中，何时电源的输出功率最大？,.,电源最大输出功率,0,R,P,r,P,M,R,1,R,2,思考：,电源输出功率最大时，是否效率最高？,.,R,R,总,总,外,示数减小,示数增大,外,r,【,经典,】,如图电路中，当滑动变阻器的滑片,P,向上端,a,滑动过程中，两表的示数情况为,A.,电压表示数增大，电流表示数减少,B.,电压表示数减少，电流表示数增大,C.,两电表示数都增大,D.,两电表示数都减少,交叉看,=,I,1,=,I,2,+,I,A,=,U,1,+,U,2,导与练,P71 4-1,.,小结：,电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量,.E,由电源本身决定,不随外电路变化,电源的供电过程是能量转化的过程,闭合电路欧姆定律,电源的外电压关系：,说明：,内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，,IU,内,+,IU,外,=,IE,.(,能量守恒,外电路可以是任何电路,),.,1,、在如图所示的电路中，,R,1,18,，,R,2,10,，当,a,、,b,两点间接理想电流表时，其读数为,0.5A,，当,a,、,b,两点间接理想电压表时，其读数为,3.6V,，求该电源的电动势和内电阻。,一、一般计算问题,（求电动势、内阻，功率等）,.,2,、如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电阻,R,1,10,，,R,2,12,，当电键,K,接,1,时，电压表示数为,4V,，当电键,K,接,2,时，电压表示数可能为,A,、,3.6V B,、,4.2V,C,、,4.8V D,、,5.0V,.,3,、如图所示，电源内阻,r,为,0.4,欧，,R,1,=R,2,=R,3,=4,欧当电键闭合时，电流表与电压表的读数分别为,1.5A,和,2V,求：,（,1,）电源电动势为多大,?,（,2,）电键断开，电压表的读数为多少,?,.,4,、如图，电源电动势为,12V,，内电阻,r=1,，电阻,R,1,=R,4,=15,，,R,2,=R,3,=3,。求：,（,1,）开关,S,断开时，,A,、,B,、,D,三点的电势；,（,2,）开关,S,闭合时，流过开关,S,的电流。,.,5,、如图，直线,A,为电源的,U,I,图线，直线,B,为电阻,R,的,U,I,图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路时，电源的输出功率,W,，电源效率为,。,.,6,、如图所示，电源的电动势是,6V,，内电阻是,0.5,，小电动机,M,的线圈电阻为,0.5,，限流电阻,R0,3,，若理想电压表的示数为,3V,，试求：,电源的功率和电源的输出功率,电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。,.,7,、如图所示，电路中电池的电动势,E=5V,，内电阻,r=10,，固定电阻,R=90,，,R,0,是可变电阻，在,R,0,从零增加到,400,的过程中，求：,（,1,）可变电阻,R,0,上消耗功率最大的条件和最大热功率,（,2,）电池的电阻,r,和固定电阻,R,上消耗的最小热功率之和,二、最大功率问题,.,8,、如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端,a,、,b,分别连接不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数,（,1,）请通过计算完成下列表格,（,2,）,a,、,b,连接电阻,R,的阻值为多大时，电阻,R,的电功率最大,?,最大功率为多少？,.,三、动态分析：,9,、如图,5,所示，,A,灯和,B,灯的电阻相同，当滑动变阻器,R,的滑动片,P,向上滑动时，两灯亮度变化是,A,、,A,灯变亮，,B,灯变亮,B,、,A,灯变暗，,B,灯变亮,C,、,A,灯变暗，,B,灯变暗,D,、,A,灯变亮，,B,灯变暗,.,10,、如图所示电路，已知电源的电动势,E,和内电阻,r,恒定，,R,1,、,R,2,是定值电阻，,R,3,是滑动变阻器。当滑动头从,a,移到,b,，各个电表的示数如何变化？,.,11,、如图所示的电路中，当,R,1,的滑动触头移动时：,A.R,1,上电流的变化量大于,R,3,上电流变化量,B.R,1,上电流的变化量小于,R,3,上电流变化量,C.R,2,上电压的变化量大于路端电压变化量,D.R,2,上电压的变化量小于路端电压变化量,.,四、故障分析,、如图,2-19,所示电路中白炽灯,A,、,B,不亮，但电路中只有一处断开，今用电压表测得：,Uab=0,，,Uac=6V,，,Ubd=6V,，,Ucd=0,。则可知（）。,A,B,灯断,B.A,灯断,C.R,断,D.,电源断,1,、给定测量值，分析推断故障,.,、如图所示的电路中，闭合电键，灯,L,1,、,L,2,正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯,L,1,变亮，灯,L,2,变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：,（,A,）,R,1,断路（,B,）,R,2,断路,（,C,）,R,3,短路（,D,）,R,4,短路,2,、根据观察现象，分析推断故障,.,3,、根据故障，分析推断可能观察到的现象,16,、如图所示，灯泡,A,和,B,都正常发光，,R,2,忽然断路,已知,U,不变，试分析,A,、,B,两灯的亮度如何变化？,.,17,、在如图所示的电路中，电源的电动势,E,=3V,，内阻,r,=1.0,；电阻,R,1,=10,，,R,2,=10,，,R,3,=30,，,R,4,=35,；电容器的电容,C,=100 F.,电容器原来不带电,.,求接通电键,K,后流过,R,4,的总电量。,五、含容电路：,.,18,、如图所示的电路中，电源电动势,E,=6.00V,，其内阻可忽略不计电阻的阻值分别为,R,1,=2.4K,、,R,2,=4.8K,，电容器的电容,C=4.7F,闭合开关,S,，待电流稳定后，用电压表测,R,1,两端的电压，其稳定值为,1.50V,(1),该电压表的内阻为多大？,(2),由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？,.,19,、如图所示电路，电源电动势,=6V,，内阻,r=1,外电路中电阻,R1=2,，,R2=3,，,R3=7.5,电容器的电容,C=4F,开始电键,S,断开从合上电键到电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？,.,20,、如图所示，电源电动势,E=,12V,，内阻不计，各个电阻的阻值分别为,R,1,=,10,，,R,2,=,5,，,R,3,=R,4,=R,5,=,15,。电键,S,1,和,S,2,均断开，电容器电容,C=,2F,，且未带电。,（,1,）如果只将,S,1,闭合，求通过电阻,R,5,的电荷量。,（,2,）,S,1,闭合足够长的时间后，再将,S,2,闭合，求,S,2,闭合后通过电阻,R,5,的电荷量。,.,六、联系实际应用问题：,22,、“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是“应变式加速度计”的原理图,.,支架,A,、,B,固定在待测系统上，滑块穿在,A,、,B,间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架,A,上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动,.,随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从,1,、,2,两接线柱输出,.,.,已知滑块质量为,m,，弹簧劲度系数为,k,，电源电动势为,E,，内电阻为,r,，滑动变阻器总阻值,R,=4,r,，有效总长度为,L,.,当待测系统静止时，滑动臂,P,位于滑动变阻器的中点，且,1,、,2,两接线柱输出的电压,U,0,=0.4,E,.,取,AB,方向为参考正方向,.,（,1,）写出待测系统沿,AB,方向做变速运动的加速度,a,与,1,、,2,两接线柱间的输出电压,U,间的关系式,.,（,2,）确定该“加速度计”的测量范围,.,.,23,、一辆电动车的铭牌上给出了如下的技术参数：,质量,M=70kg,的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力,f,恒为车和人总重的,k,倍，,k,=0.020,取,g=l0m/s,2,。求：,(1),此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率；,(2),仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速率；,(3),仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速,v,=1.0m/s,时，人骑车的加速度大小,.,