1、電路電路 電路的基本規(guī)律電路的基本規(guī)律（二）（二）閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 一、電源的電動勢1電源是通過非靜電力做功把的能轉(zhuǎn)化成的裝置2電動勢：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，E，單位：V.3電動勢的物理含義：電動勢表示電源本領(lǐng)的大小， 在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓4電動勢是，需注意電動勢不是電壓標量標量 轉(zhuǎn)化成電勢能轉(zhuǎn)化成電勢能 把其它形式的能把其它形式的能電勢能電勢能 其它形式其它形式 二、閉合電路歐姆定律1閉合電路1組成電源內(nèi)部是用電器、導線組成(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E2閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成，跟內(nèi)、外電路的電阻

2、之和成反比反比 正比正比 外電路外電路 內(nèi)電路內(nèi)電路 （2 2）公式：閉合電路歐姆定律的表達式多種多）公式：閉合電路歐姆定律的表達式多種多樣。樣。 無論外電路為純電阻還是非純電阻，都可以無論外電路為純電阻還是非純電阻，都可以表表 達為達為E=UE=U外外+U+U內(nèi)，內(nèi)，或或E=UE=U外外+Ir +Ir 若外電路為純電阻電路，則可以表達若外電路為純電阻電路，則可以表達為為 ，或，或 3.3.全電路路端電壓全電路路端電壓 (1) (1) 全電路路端電壓：電源的全電路路端電壓：電源的_電壓叫路端電壓電壓叫路端電壓, ,在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于_。正、負極之間正、負極之間外電路兩端電壓外電路兩端電壓

3、（2） 路端電壓與外電阻的關(guān)系增大增大 例題例題一太陽能電池板，測得它的開路電壓一太陽能電池板，測得它的開路電壓為為800mV，短路電流為，短路電流為40mA.若將該電池板若將該電池板與一阻值為與一阻值為20的電阻器連成一閉合電路，的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是則它的路端電壓是( ) A0.10V B0.20V C0.30V D0.40VD（3）.路端電壓跟電流的關(guān)系(1)關(guān)系式：U.(2)用圖象表示如圖所示(其中縱軸截距為，橫軸截距為，斜率的絕對值為)EIr 短路電流短路電流 電動勢電動勢 內(nèi)阻內(nèi)阻 圖 (甲)圖 (乙)例題例題如圖如圖 (甲甲)所示電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻所示電路中，

4、調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過電壓表、電流表示數(shù)分別得到電源器，通過電壓表、電流表示數(shù)分別得到電源路端電壓和干路電流值，電源路端電壓路端電壓和干路電流值，電源路端電壓U與干與干路電流路電流I關(guān)系圖象如圖關(guān)系圖象如圖 (乙乙)。則。則( )A電源電動勢為電源電動勢為E1.5VB電源內(nèi)阻為電源內(nèi)阻為r3.0 C電源內(nèi)阻為電源內(nèi)阻為r1.0D回路短路電流回路短路電流I00.5A圖甲圖甲圖乙圖乙AC二電路中的功率及效率問題二電路中的功率及效率問題小結(jié)小結(jié) 電路的功率和效率問題電路的功率和效率問題電源總功率電源總功率任意電路任意電路:P:P總總=EI=P=EI=P出出+P+P內(nèi)內(nèi) 純電阻電路純電阻電路: :電源內(nèi)

5、部電源內(nèi)部消耗的功率消耗的功率P P內(nèi)內(nèi)=I=I2 2r=Pr=P總總-P-P出出 22EPIRrRr總電源的電源的輸出功率輸出功率任意電路任意電路:P:P出出=UI=P=UI=P總總-P-P內(nèi)內(nèi) 純電阻電路純電阻電路: :222E RPI RR r出電源的效率電源的效率 任意電路任意電路: : 純電阻電路純電阻電路: :PU100%100%PE 出總R100%R r考點一電路動態(tài)變化的分考點一電路動態(tài)變化的分析析1、電路動態(tài)分析類問題是指由于斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化， 一處變化又引起了一系列的變化2、判定總電阻變化情況的規(guī)律若開關(guān)的通、 斷使串聯(lián)的用電器增

6、多時， 電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小例圖中滑動觸頭向下移動時判斷各電表的示數(shù)變化情況。例圖中滑動觸頭向下移動時判斷各電表的示數(shù)變化情況。 V V1 1R R1 1A A2 2R R2 2V V2 2A A3 3R R3 3A A1 1解析：解析：觸頭觸頭R3R總總I干干U路路V1A1V2A2A33 閉合電路的動態(tài)分析閉合電路的動態(tài)分析方法：方法： 2如圖所示，電動勢為如圖所示，電動勢為E的電源與三個的電源與三個燈泡和三個電阻相接，只合上開關(guān)燈泡和三個電阻相接，只合上開關(guān)S1，三，三個燈泡都能正常工作如果再合上個燈泡都能正常工作如果再合上S2，則，則下列表

7、述正確的是下列表述正確的是() A電源的總功率減小電源的總功率減小 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大 C通過通過R1上的電流增大上的電流增大 D通過通過R3上的電流增大上的電流增大解析：電源不計內(nèi)阻，其輸出電壓等于電動勢.當閉合 時，電路的外電阻 變小，電路電流變大，故 對；電源的輸出功率 ，所以電源輸出功率應該變大， 錯誤；因并聯(lián)部分兩端的電壓 ，閉合 時 變大，所以 變小， 上消耗的功率變小，通過 的電流也是變小的，故 錯誤.答案： C【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】電路動態(tài)分析的一般步驟電路動態(tài)分析的一般步驟(1)(1)明確局部電路變化時所引起的局部電路電阻的變化。明確局部電路變化時所引起

8、的局部電路電阻的變化。(2)(2)根據(jù)局部電路電阻的變化，確定電路的外電阻根據(jù)局部電路電阻的變化，確定電路的外電阻R R外總外總?cè)绾巫兓Ｈ绾巫兓?3)(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律根據(jù)閉合電路歐姆定律 確定電路的總確定電路的總電流如何變化。電流如何變化。(4)(4)由由U U內(nèi)內(nèi)=I=I總總r r確定電源的內(nèi)電壓如何變化。確定電源的內(nèi)電壓如何變化。(5)(5)由由U=E-UU=E-U內(nèi)內(nèi)確定路端電壓如何變化。確定路端電壓如何變化。(6)(6)確定支路兩端的電壓及通過各支路的電流如何變化。確定支路兩端的電壓及通過各支路的電流如何變化。EI,Rr總外總閉合閉合電路中的功率電路中的功率 及效率問題及

9、效率問題 閉合電路中的功率和效率 1各部分功率關(guān)系分析 由EItI2RtI2rt知，EII2RI2r 其中EI為電源的總功率，I2r為電源內(nèi)耗功率，I2R為外電路消耗功率，也是電源的輸出功率(2)P出出與外電阻與外電阻R的函數(shù)的函數(shù)關(guān)系圖象關(guān)系圖象 如圖所示，如圖所示，當當Rr時，若時，若R增大，增大，P出出減小減小對一個確定的電源，除Rr 外，外電阻有兩個值對應的輸出功率相等，即(ER1r)2R1(ER2r)2R2，化簡后得這兩個阻值的關(guān)系為R1R2r2. 1要注意電源的最大輸出功率與某一個定要注意電源的最大輸出功率與某一個定值電阻消耗功率最大的區(qū)別，定值電阻消耗值電阻消耗功率最大的區(qū)別，定

10、值電阻消耗功率最大是當通過它的電流最大的時候功率最大是當通過它的電流最大的時候 2判斷可變電阻的功率變化時，可將可變判斷可變電阻的功率變化時，可將可變電阻以外的其他電阻均看作內(nèi)阻電阻以外的其他電阻均看作內(nèi)阻 特別提醒特別提醒3電源的效率(1)任意電路：P出P總100%UE100%(2)純電阻電路：RRr100%11rR100%因此在純電阻電路中 R 越大， 越大； 當 Rr 時， 電源有最大輸出功率，效率僅為 50%【典例透析【典例透析1 1】直流電路如圖所示，在滑動直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片變阻器的滑片P P向右移動時，有關(guān)電源的說向右移動時，有關(guān)電源的說法錯誤的是法錯誤的是( )

11、( )A.A.總功率一定減小總功率一定減小B.B.效率一定增大效率一定增大C.C.內(nèi)部損耗功率一定減小內(nèi)部損耗功率一定減小D.D.輸出功率一定先增大后減小輸出功率一定先增大后減小D D【解析】【解析】選選D D。當滑片。當滑片P P向右移動時，滑動變阻器連入電路中的向右移動時，滑動變阻器連入電路中的有效電阻值變大，使干路中的電流變小，內(nèi)壓變小，故總功率有效電阻值變大，使干路中的電流變小，內(nèi)壓變小，故總功率P P總總=EI=EI減小，選項減小，選項A A正確；效率正確；效率 即即增增大，選項大，選項B B正確；電源內(nèi)部損耗的功率正確；電源內(nèi)部損耗的功率P Pr r=I=I2 2r r減小，選項減

12、小，選項C C正確；正確；當當R=rR=r時，輸出功率最大，由于不知道滑動變阻器原來的阻值時，輸出功率最大，由于不知道滑動變阻器原來的阻值與電源的內(nèi)阻與電源的內(nèi)阻r r的大小關(guān)系，所以不能確定輸出功率的大小變的大小關(guān)系，所以不能確定輸出功率的大小變化情況，選項化情況，選項D D錯誤。故選錯誤。故選D D。IUU100%100%IEE，例題 2(2013上海卷)如圖，電路中三個電阻R1、R2和 R3的阻值分別為 R、2R 和 4R.當電鍵 S1斷開，S2閉合時，電源輸出功率 P0；當 S1閉合、S2斷開時，電源輸出功率也為 P0.則電源電動勢為_；當 S1、S2都斷開時， 電源的總功率為_ 例題

13、例題2如圖所示，在如圖所示，在UI圖象上，圖象上，a、b、c各點均表示該電路各點均表示該電路中的一個確定的工作狀態(tài)，中的一個確定的工作狀態(tài)，45，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是() A在在b點時，電源有最小的輸出功率點時，電源有最小的輸出功率B在在b點時，電源的總功率最大點時，電源的總功率最大b，增大，電源的總功率和輸出功率都增大增大，電源的總功率和輸出功率都增大C從從ab，增大，電源的總功率和輸出功率都增大增大，電源的總功率和輸出功率都增大D從從bc，增大，電源的總功率和輸出功率都減小增大，電源的總功率和輸出功率都減小 解析：解析：在在b點時，電源的內(nèi)阻等于外電阻，電源有最大點時，電

14、源的內(nèi)阻等于外電阻，電源有最大的輸出功率，電源的總功率的輸出功率，電源的總功率R總總=IE，電流越大總功率越電流越大總功率越大，外電阻為零時總功率最大，從大，外電阻為零時總功率最大，從ac，增大，增大， 外電阻外電阻增大，電流減小，電源的總功率減小，輸出功率增增大，電流減小，電源的總功率減小，輸出功率增大從大從bc時，時，增大，電流減小，電源的總功率和輸出增大，電流減小，電源的總功率和輸出功率都減小功率都減小答案：答案：D 【例題 3】 如圖所示，已知電源電動勢E5 V，內(nèi)阻 r2 ，定值電阻 R105，滑動變阻器 R2的阻值范圍為 010 求：(1)當滑動變阻器 R2的阻值為多大時電阻 R1

15、消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)當滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？專題、電源輸出最大電功率問題【例 3】 如圖 5 所示，已知電源電動勢E5V，內(nèi)阻 r2 ，定值電阻 R105 ，滑動變阻器 R2的阻值范圍為 010 求：(1)當滑動變阻器 R2的阻值為多大時，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)當滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？圖圖5(3)由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)

16、系可知，當 R1R2r，即R2rR1(205) 15 時，電源有最大輸出功率，最大功率為P出mE24r3125 W【例 3】 如圖 5 所示，已知電源電動勢E5V，內(nèi)阻 r2 ，定值電阻R105 ，滑動變阻器 R2的阻值范圍為 010 求：(1)當滑動變阻器 R2的阻值為多大時，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)當滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？【變式】【變式】如圖所示電路中如圖所示電路中, ,直流發(fā)電機輸出電壓直流發(fā)電機輸出電壓E=250 E=250 V,r=3 ,RV,r=

17、3 ,R1 1=R=R2 2=1 ,=1 ,電熱器組中裝有電熱器組中裝有5050只完全相同的只完全相同的電熱器電熱器, ,每只電熱器的額定電壓為每只電熱器的額定電壓為200 V,200 V,額定功率為額定功率為1 1 000 W,000 W,其他電阻不計其他電阻不計, ,并且不計電熱器電阻隨溫度的變并且不計電熱器電阻隨溫度的變化。問化。問:(1):(1)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,實際使用的電熱器都實際使用的電熱器都能正常工作能正常工作? ?(2)(2)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,發(fā)電機輸出功率最大發(fā)電機輸出功率最大? ?(3)(3)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱

18、器時, ,電熱器加熱物體最快電熱器加熱物體最快? ?(4)(4)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,電阻電阻R R1 1、R R2 2上消耗的功率最大上消耗的功率最大? ? 【解析】【解析】不計電熱器電阻隨溫度的變化，不計電熱器電阻隨溫度的變化，則每只電熱器的電阻則每只電熱器的電阻每只電熱器的額定電流每只電熱器的額定電流(1)(1)要使電熱器正常工作要使電熱器正常工作, ,必須使電熱器兩端的必須使電熱器兩端的實際電壓等于額定電壓實際電壓等于額定電壓200 V,200 V,因此干路電流因此干路電流而每只電熱器額定電流為而每只電熱器額定電流為5 A,5 A,則電熱器的只數(shù)則電熱器的只數(shù)為為

19、( (只只) )。20200R 40 ,1 00001 000I A 5 A200。012E U250 200I A 10 Ar RR3 1 1 。10In2I（2）要使電源輸出功率最大，須使外電阻）要使電源輸出功率最大，須使外電阻等于內(nèi)阻，由此可得電熱器的總電阻等于內(nèi)阻，由此可得電熱器的總電阻R=r-（R1+R2）=1所以有所以有n2=40只只（3）要使電熱器組加熱物體最快，就必須使其）要使電熱器組加熱物體最快，就必須使其電功率最大，可將電功率最大，可將R1、R2視為電源內(nèi)阻，則要視為電源內(nèi)阻，則要使電熱器組總功率最大時，其總電阻使電熱器組總功率最大時，其總電阻R=R1+R2+r=5，所以有

20、所以有n3=8只只（4）要使）要使R1、R2消耗的功率最大，須使干路中消耗的功率最大，須使干路中電流最大，即電路中總電阻電流最大，即電路中總電阻最小，也即并聯(lián)的電阻越多并聯(lián)電路的總電阻最小，也即并聯(lián)的電阻越多并聯(lián)電路的總電阻越小所以有越小所以有n4=50只只【例例4】某同學設計了如圖所示電路研究電源輸出功率某同學設計了如圖所示電路研究電源輸出功率變化情況。電源變化情況。電源E電動勢、內(nèi)電阻恒定，電動勢、內(nèi)電阻恒定，R1為滑動變阻為滑動變阻器，器，R2、R3為定值電阻為定值電阻 , 、 為理想電表。為理想電表。 (1)若滑動片若滑動片P由由a滑至滑至b時時 示數(shù)一直變小，則示數(shù)一直變小，則R1和

21、和R2必須滿足的關(guān)系是必須滿足的關(guān)系是_。 (2)若若R1=6 ,R2=12 ，電源內(nèi)電阻，電源內(nèi)電阻r=6 ，當滑動片，當滑動片P由由a滑至滑至b時，電源時，電源E的輸出的輸出 功率功率P隨外電路總電阻隨外電路總電阻R的的變化關(guān)系如圖所示，則變化關(guān)系如圖所示，則R3的阻值應該選擇的阻值應該選擇( ） A.2 B.4 C.6 D.8 【解析解析】(1)由閉合電路的由閉合電路的歐姆定律有歐姆定律有I=E/R 因因 示數(shù)示數(shù)一直變小，說明一直變小，說明R一直增大設一直增大設電阻上電阻上aP之間部分為之間部分為Rx，則，則Pb之間電阻為之間電阻為R1-Rx,則有則有=r+R3+Rx(R1+R2)-R

22、x2/(R1+R2) R隨隨Rx的增大而一直增大，說明的增大而一直增大，說明Rx(R1+R2)-Rx2的值隨的值隨Rx的增大一直增大的增大一直增大213)(111RRRRRrRxx 設設y=Rx(R1+R2)-Rx2 由數(shù)學知識得，當由數(shù)學知識得，當Rx=(R1+R2)/2時，時，y值最大值最大 即當即當Rx (R1+R2)/2時時,y隨隨Rx的增大而增大的增大而增大 因因Rx的最大值為的最大值為R1，則有，則有 R1 (R1+R2)/2故故R1 R2。 (2)結(jié)合第結(jié)合第(1)題知，若題知，若R3=2 ,則外電路的總電阻則外電路的總電阻 可解得可解得 2 R 6 說明說明R大于大于6和和R小

23、于小于2部分的部分的P-R圖象均不能畫出，圖象均不能畫出，故不可能畫出圖故不可能畫出圖(b)中的中的P-R圖象，圖象，A選項錯。選項錯。 R3=6 ，故總電阻，故總電阻R一定大于一定大于6 ，則，則P-R圖象不圖象不可能畫出可能畫出R小于小于6的部分，的部分，C選項錯，同理可得選項錯，同理可得D選項選項錯誤。錯誤。18182)6(111223xxxxRRRRRRR 練習練習.電動勢為電動勢為E，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r的電源與固定電阻的電源與固定電阻R0、可變電阻、可變電阻R串聯(lián)，如圖所示，設串聯(lián)，如圖所示，設R0r，Rab2r.當變阻器的滑片自當變阻器的滑片自a端向端向b端滑動時，端滑動時，下列各物

24、理量隨之減小的是下列各物理量隨之減小的是( )A電源的輸出功率電源的輸出功率B變阻器消耗的功率變阻器消耗的功率C固定電阻固定電阻R0上消耗的功率上消耗的功率D電源內(nèi)阻上消耗的功率電源內(nèi)阻上消耗的功率B閉合電路的閉合電路的圖象問題圖象問題圖象問題圖象問題1.U端R 圖象U端ERrRE1rR，可見 U端隨外電阻 R 的增大而增大，如下圖甲所示2UI 圖象：(1)對電源：UEIr，如圖乙中 a 線所示(2)對定值電阻：UIR，如圖乙中 b 線所示注意：1.圖乙中 a 線常用來分析測量電源電動勢和內(nèi)電阻，a 線的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。?、兩者交點坐標表示該電阻接入電路時電路總電流和路端電壓，其比值

25、表示外電阻的大小（b 的斜率也表示外電阻的大） ；3圖中矩形 ENOI 表示電源的總功率、UMOI 的“面積”表示輸出功率ENUM表示內(nèi)電阻消耗的功率uO I Im iEU M（I，Ub aN比較比較:電源電源UI圖象與電阻圖象與電阻UI圖象圖象圖象上的特征物理意義電源 UI 圖象電阻 UI 圖象圖形圖象表述的物理量變化關(guān)系電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關(guān)系圖線與坐標軸交點與縱軸交點表示電源電動勢E， 與橫軸交點表示短路電流Er過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零圖線上每一點坐標的乘積 UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點對應的 U、I 比值

26、表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小圖線斜率的絕對值大小內(nèi)電阻 r電阻大小 1 如圖所示的圖線，如圖所示的圖線，A是某電源的是某電源的UI圖線，圖線，B是是電阻電阻R的的UI 圖線，這個電源的電動勢等于圖線，這個電源的電動勢等于_，內(nèi)電阻等于內(nèi)電阻等于 ，電阻，電阻R的阻值等于的阻值等于 ，用這個電源和這個電阻用這個電源和這個電阻R串聯(lián)成閉合電路，電源輸出串聯(lián)成閉合電路，電源輸出的電功率等于的電功率等于_，電源的效率是電源的效率是 。I / AU / V3210 0 2 4 6 BA3.0V0.501.0虛線和坐標軸所包圍的面積虛線和坐標軸所包圍

27、的面積等于輸出功率等于輸出功率, P出出=4W4.0W= P出出 / P總總=4/6=67%67%【例 2】在如圖 11 所示的 UI 圖象中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線， 直線為某一電阻 R 的 UI 圖線用該電源直接與電阻R 相連組成閉合電路，由圖象可知 ()A 電源的電動勢為3 V， 內(nèi)阻為 0 5 B電阻 R 的阻值為 1 C電源的輸出功率為4 WD電源的效率為50%ABC1.某同學將一直流電源的總功率 P總、輸出功率 P出和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 P內(nèi)隨電流 I 變化的圖線畫在同一坐標系內(nèi)，如圖所示，根據(jù)圖線可知()A反映 P內(nèi)變化的圖線是 bB電源電動勢為 8VC電源內(nèi)阻

28、為 2 D當電流為 0.5A 時，外電路的電阻為 6 解析解析:電源的總功率電源的總功率P總總IE,與電流成正比與電流成正比,由由P內(nèi)內(nèi)I2r知電源內(nèi)知電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的平方成正比部的發(fā)熱功率與電流的平方成正比,A錯誤當電流為錯誤當電流為2 A時時,電電源的總功率與發(fā)熱功率相等源的總功率與發(fā)熱功率相等,可得出電源電動勢為可得出電源電動勢為4 V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為2 .當電流為當電流為0.5 A時時,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得外電路的電阻根據(jù)閉合電路歐姆定律可得外電路的電阻為為6 ,B錯誤錯誤,C、D正確正確答案答案:C、D【訓練 2】如圖所示，是電池組與滑動變阻器、電流表、電壓表等連成的電路

29、,已知電源總電動勢為 6.0 V.合上開關(guān) S，變阻器的滑動觸頭 C 從 A 端滑至 B 端的過程中,電路中一些物理量的變化由圖 7 甲、乙、丙三個圖象給出(甲圖為輸出功率與路端電壓的關(guān)系；乙圖為路端電壓與總電流的關(guān)系；丙圖為電源的效率與外電路電阻的關(guān)系)，不計電表、導線對電路的影響.求：圖圖6 (1)電源的內(nèi)阻.(2)滑動變阻器的總阻值.(3)將圖中甲、乙、丙三個圖上的a、b、c、d 各點的坐標補齊.課堂探究課堂探究 如圖甲所示電路中，閉合電鍵 S，當滑動變阻器的滑動觸頭 P 向下滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法

30、正確的是()A圖線 a 表示的是電壓表 V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況B電源的總功率減小，輸出功率可能先增大后減小C此過程中電壓表 V2示數(shù)的變化量U2和電流表示數(shù)變化量I 的比值不變D此過程中電壓表 V3示數(shù) U3和電流表示數(shù) I 的比值 U3/I 不變含容電路的分析與計算含容電路的分析與計算 例題 1. 如右圖所示，將一根粗細均勻的電阻絲彎成一個閉合的圓環(huán)，接入電路中，電路與圓環(huán)的 O 點固定連接，P為與圓環(huán)良好接觸的滑動頭. 閉合開關(guān) S， 在滑動頭 P 緩慢地由 m 點經(jīng) n 點移到 q 點的過程中，電容器 C 所帶的電荷量將()A由小變大B由大變小C先變小后變大D先變大后變小解析解

31、析:帶電荷量為帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間中間,說明所受電場力向上說明所受電場力向上,小球帶負電小球帶負電,選項選項A正確；斷開電鍵正確；斷開電鍵后電容器兩端電壓減小后電容器兩端電壓減小,電容器的帶電荷量減小電容器的帶電荷量減小,帶電小球所受帶電小球所受電場力減小電場力減小,帶電小球向下運動帶電小球向下運動,選項選項B、C正確正確D錯誤錯誤答案答案:A、B、C【突破訓練 2】如圖 14 所示,M、N 是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細線將質(zhì)量為 m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合電鍵 S，小

32、球靜止時受到懸線的拉力為 F，下列關(guān)于 F 的大小變化的判斷正確的是()A.保持 R2不變，緩慢增大 R1時，F(xiàn) 將變大B.保持 R1不變，緩慢增大 R2時，F(xiàn) 將變小C.保持 R1、R2不變，減小平行板 MN 的間距，F(xiàn) 將變大D.保持 R1、R2不變，減小平行板 MN 的間距，F(xiàn) 將變小學科素養(yǎng)培養(yǎng)學科素養(yǎng)培養(yǎng) 圖圖14 學科素養(yǎng)培養(yǎng)學科素養(yǎng)培養(yǎng) 【例 1】如圖 13 所示的電路中，電源的電動勢 E6 V，內(nèi)阻 r1 ，電阻 R13 ，R26 ，電容器的電容 C36 F，二極管 D 具有單向?qū)щ娦裕?開始時， 開關(guān) S1閉合，S2斷開 （1）合上 S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器上電荷量變化

33、了多少？(2)合上 S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開 S1，求斷開 S1后流過R1的電荷量是多少？圖圖13學科素養(yǎng)培養(yǎng)學科素養(yǎng)培養(yǎng) 圖圖13小結(jié)小結(jié) 含容電路的分析與計算含容電路的分析與計算3電路中電流、電壓的變化可能會引電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充放電起電容器的充放電. 若電容器兩端電壓升若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電將通過與它連接的電路放電. 可由可由QCU計算電容器上電荷量的變化計算電容器上電荷量的變化4在直流電路中，如果串聯(lián)或并聯(lián)了電容器應該注意，在與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，所以電阻不起降低

34、電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差；如果電容器與電源并聯(lián)， 電路中有電流通過電容器兩端的充電電壓不是電源電動勢E， 而是路端電壓U.【資源平臺】【資源平臺】含電容電路的綜合問題含電容電路的綜合問題 如圖所示的電路中如圖所示的電路中, ,電源電動勢電源電動勢E=6.0 V,E=6.0 V,其內(nèi)阻可忽略其內(nèi)阻可忽略不計。電阻的阻值分別為不計。電阻的阻值分別為R R1 1=2.4 k=2.4 k,R,R2 2=4.8 k=4.8 k, ,電電容器的電容容器的電容C=4.7 C=4.7 F F。 閉合開關(guān)閉合開關(guān)S,S,待電流穩(wěn)定后，用電壓表測待電流穩(wěn)定后，用電壓表測R R1 1兩端電壓，其穩(wěn)定值

35、兩端電壓，其穩(wěn)定值為為1.5 V1.5 V。(1)(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大？該電壓表的內(nèi)阻為多大？(2)(2)由于電壓表的接入，電容器的帶電荷量變化了多少？由于電壓表的接入，電容器的帶電荷量變化了多少？【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】（1 1）設電壓表內(nèi)阻為）設電壓表內(nèi)阻為R RV VVV1V2V111U ()E URRRR4.8 k（2 2）電壓表接入電路前，電容器上電壓為）電壓表接入電路前，電容器上電壓為Q=CUQ=CUC C=1.88=1.881010-5-5 C C電壓表接入電路后電壓表接入電路后, ,電容器上電壓為電容器上電壓為UUC C=4.5 V=4.5 VQ=CUQ=CUC C=2.

36、115=2.1151010-5-5 C C所以電容器上電荷量增加了所以電容器上電荷量增加了Q=Q-Q=2.35Q=Q-Q=2.351010-6-6 C C答案答案: :(1)4.8 k (2)2.35(1)4.8 k (2)2.351010-6-6 C C2C12RUE 4 VRR五、五、閉合電路的故障分析閉合電路的故障分析1、定義：電路中的一部分發(fā)生短路或者斷路，經(jīng)、定義：電路中的一部分發(fā)生短路或者斷路，經(jīng)分析，找出故障原因分析，找出故障原因.常見的情況有導線斷芯、燈常見的情況有導線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象故障的特點

37、如下：現(xiàn)象故障的特點如下：(1)斷路特點：表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流為零假定電路中只有一處斷路，則若電路中某兩點電壓不為零，等于電源電壓，則這兩點間有斷點，而這兩點與電源連接的部分無斷點；若電路中某兩點電壓為零，說明這兩點間無斷點，而這兩點與電源連接的部分有斷點(2)短路特點： 表現(xiàn)為有電流通過電路， 電路兩端電壓為零2檢查方法(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路(2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程(3)歐姆表檢測：當測量值

38、很大時，表示該處斷路，當測量值很小或為零時，表示該處短路在運用歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源(4)現(xiàn)象分析法：某部分電路發(fā)生某種故障，會引起相關(guān)的電路和電學量變化，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理用儀表查故障用儀表查故障a、查電源、查電源 V A V b、查故障原因、查故障原因c、查斷在何處？、查斷在何處？d、查短在何處？、查短在何處？ = 0 0逐段并聯(lián)伏特表逐段并聯(lián)伏特表查短在何處查短在何處 = 0 0逐段并聯(lián)伏特表逐段并聯(lián)伏特表查斷在何處查斷在何處 = 0 0在干路上串安培表在干路上串安培表查原因查原因 電源兩端并伏特表電源兩端并伏特表查電源查電源診斷診斷現(xiàn)象現(xiàn)象方法方法目的目

39、的 V V V V V V 好好AA壞壞短路短路斷路斷路好好壞壞好好短路短路【例 1】如圖是某同學連接的實驗實物圖，開關(guān)閉合后 A、B 燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查(1)應用多用電表的直流擋進行檢查， 選擇開關(guān)置于 10V 擋該同學測試結(jié)果如表 1 所示，在測試 a、b 間直流電壓時，紅表筆應接觸_(填 a 或 b)根據(jù)測試結(jié)果，可判定故障是_A燈 A 短路B燈 B 短路Ccd 段斷路Ddf 段斷路(2)將開關(guān)斷開,再選擇歐姆擋測試,測量結(jié)果如表2所示,那么檢查出的故障是()A燈 A 斷路B燈 B 短路C燈 A、B 都斷路Dd、e 間導線斷路表表1測試測試點點電壓電壓示數(shù)示數(shù)a、b

40、有示有示數(shù)數(shù)b、c有示有示數(shù)數(shù)c、d無示無示數(shù)數(shù)d、f有示有示數(shù)數(shù)aDBD表表2 測測試試點點指針偏轉(zhuǎn)情指針偏轉(zhuǎn)情況況c、dd、ee、f【突破訓練】在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)時，燈不亮，已經(jīng)確定是由燈泡斷路或短路引起的，在不能拆開電路的情況下(開關(guān)可閉合，可斷開)，現(xiàn)用一個多用電表的直流電壓擋、直流電流擋和歐姆擋分別對故障電路進行如下檢查并作出判斷(如表所示)：次序次序操作步驟操作步驟現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象和結(jié)論1閉合開關(guān)，選直流電壓擋，閉合開關(guān)，選直流電壓擋，紅、黑表筆分別接紅、黑表筆分別接a、b指針偏轉(zhuǎn)，燈斷路；指針不偏轉(zhuǎn)，燈短路指針偏轉(zhuǎn)，燈斷路；指針不偏轉(zhuǎn)，燈短路2閉合開關(guān)，選直流電流擋，閉合

41、開關(guān)，選直流電流擋，紅、黑表筆分別接紅、黑表筆分別接a、b指針偏轉(zhuǎn)，燈斷路；指針不偏轉(zhuǎn)，燈短路指針偏轉(zhuǎn)，燈斷路；指針不偏轉(zhuǎn)，燈短路3閉合開關(guān)，選歐姆擋，紅、閉合開關(guān)，選歐姆擋，紅、黑表筆分別接黑表筆分別接a、b指針不動，燈斷路；指針偏轉(zhuǎn)，燈短路指針不動，燈斷路；指針偏轉(zhuǎn)，燈短路4斷開開關(guān)，選歐姆擋，紅、斷開開關(guān)，選歐姆擋，紅、黑表筆分別接黑表筆分別接a、b指針不動，燈斷路；指針偏轉(zhuǎn)最大，燈短指針不動，燈斷路；指針偏轉(zhuǎn)最大，燈短路路C 練習練習2 在電路中，發(fā)生了如圖所示的現(xiàn)象，已知在電路中，發(fā)生了如圖所示的現(xiàn)象，已知電路中只有一處故障，且除兩個燈泡外其余部電路中只有一處故障，且除兩個燈泡外其余

42、部分均完好，現(xiàn)有導線、電壓表、電流表，在不分均完好，現(xiàn)有導線、電壓表、電流表，在不拆開電路的情況下，請?zhí)暨x合適的器材判斷電拆開電路的情況下，請?zhí)暨x合適的器材判斷電路的故障，寫出兩種判斷方法，包括所用器材、路的故障，寫出兩種判斷方法，包括所用器材、觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論：觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論：方法一：用一根導線并聯(lián)在方法一：用一根導線并聯(lián)在L1兩兩端，若端，若L2發(fā)光，說明發(fā)光，說明L1斷路。斷路。方法二：用電流表并聯(lián)在方法二：用電流表并聯(lián)在L1兩端，兩端，若電流表有示數(shù)且若電流表有示數(shù)且L2發(fā)光，說明發(fā)光，說明L1斷路。若電流表沒有示數(shù)，且斷路。若電流表沒有示數(shù)，且L2不發(fā)光，說明不發(fā)光，說明L2斷

43、路。斷路。方法三：用電壓表并聯(lián)在方法三：用電壓表并聯(lián)在L1兩端，電壓表示數(shù)等于電源兩端，電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明電壓，說明L1斷路。電壓表示數(shù)等于零，說明斷路。電壓表示數(shù)等于零，說明L2斷路。斷路。3、在圖所示的電路中，當電鍵、在圖所示的電路中，當電鍵K閉合時，燈閉合時，燈L1、L2均不亮。均不亮。某同學用一根導線去查找電路的故障。他將導線先并某同學用一根導線去查找電路的故障。他將導線先并接在燈接在燈L1兩端時發(fā)現(xiàn)燈兩端時發(fā)現(xiàn)燈L2亮，燈亮，燈L1不亮，然后并接在不亮，然后并接在燈燈L2兩端時發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮。由此可以判斷兩端時發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮。由此可以判斷 ( ) (A)燈燈L1斷路斷路 (

44、B)燈燈L1短路短路 (C)燈燈L2斷路斷路 (D)燈燈L2短路短路3題圖A例二如圖所示，電源電動勢為 6 V，當開關(guān)接通時，燈泡 L1和 L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是 Uad0、Ucd6 V、Uab6V，由此可以()AL1和 L2的燈絲都斷了BL1的燈絲斷了CL2的燈絲斷了D變阻器 R 斷路在如圖所示的電路中，開關(guān) S 閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數(shù)都增大了，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()AR1短路BR2短路CR3短路DR1斷路例三【突破訓練】如圖所示電路中，開關(guān)閉合穩(wěn)定后，某時刻理想電壓表和電流表的讀數(shù)都突然增大， 造成這一現(xiàn)象的原因是電阻元件發(fā)生短路或

45、斷路故障，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()圖 10AR3斷路BR1短路CR2斷路DR3短路D課堂探究課堂探究 【變式訓練】【變式訓練】如圖所示，電源的如圖所示，電源的電動勢為電動勢為6 V,6 V,內(nèi)阻是內(nèi)阻是0.5 ,0.5 ,小小電動機電動機M M的線圈電阻為的線圈電阻為0.5 ,0.5 ,電阻電阻R R0 0=3 ,=3 ,若理想電壓表的示若理想電壓表的示數(shù)為數(shù)為3 V,3 V,試求試求: :(1)(1)電源的功率和電源的輸出功率。電源的功率和電源的輸出功率。(2)(2)電動機消耗的功率和電動機輸出的機械功率。電動機消耗的功率和電動機輸出的機械功率?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)流過電源的電流

46、為流過電源的電流為電源的功率電源的功率P PE E=EI=6=EI=61 W=6 W1 W=6 W電源內(nèi)部消耗功率電源內(nèi)部消耗功率P Pr r=I=I2 2r=1r=12 20.5 W=0.5 W0.5 W=0.5 W電源的輸出功率電源的輸出功率P P出出=P=PE E-P-Pr r=5.5 W=5.5 W(2)(2)電動機兩端電壓為電動機兩端電壓為U UM M=E-Ir-U=E-Ir-UV V=2.5 V=2.5 V電動機消耗的功率電動機消耗的功率P PM M=U=UM MI=2.5 WI=2.5 W電動機的熱功率為電動機的熱功率為P=IP=I2 2r rM M=0.5 W=0.5 W電動機

47、輸出的機械功率為電動機輸出的機械功率為PP出出=P=PM M-P=2 W-P=2 W答案答案: :(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 WV0U3I A 1 AR3練習 1如圖所示，直線 A 為電源的路端電壓與總電流關(guān)系的伏安圖線，直線 B 為電阻 R 兩端電壓與通過該電阻電流關(guān)系的伏安圖線， 用該電源和該電阻組成閉合電路， 電源的輸出功率和效率分別是()A2 W66.7%B2 W33.3%C4 W33.3%D4 W66.7% 2如圖所示，在如圖所示，在UI圖象上，圖象上，a、b、c各點均表示該電路中的各點均表示該電路中的一個確定的工

48、作狀態(tài)，一個確定的工作狀態(tài)，45，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是() A在在b點時，電源有最小的輸出功率點時，電源有最小的輸出功率B在在b點時，電源的總功率最大點時，電源的總功率最大b，增大，電源的總功率和輸出功率都增大增大，電源的總功率和輸出功率都增大C從從ab，增大，電源的總功率和輸出功率都增大增大，電源的總功率和輸出功率都增大D從從bc，增大，電源的總功率和輸出功率都減小增大，電源的總功率和輸出功率都減小 解析：解析：在在b點時，電源的內(nèi)阻等于外電阻，電源有最大的輸出功率，電源的點時，電源的內(nèi)阻等于外電阻，電源有最大的輸出功率，電源的總功率總功率R總總=IE，電流越大總功率越大，

49、外電阻為零時總功率最大，從電流越大總功率越大，外電阻為零時總功率最大，從ac，增大，增大， 外電阻增大，電流減小，電源的總功率減小，輸出功率增大從外電阻增大，電流減小，電源的總功率減小，輸出功率增大從bc時，時，增大，電流減小，電源的總功率和輸出功率都減小增大，電流減小，電源的總功率和輸出功率都減小答案：答案：D 恒恒 定定 電電 流流章末小結(jié)章末小結(jié)第七章第七章 一：電路分析和計算一：電路分析和計算二：電阻和電阻定律二：電阻和電阻定律三：三：電功、電功率的計算電功、電功率的計算四：四：電路動態(tài)分析電路動態(tài)分析五：五： 閉合電路中的功率和效率閉合電路中的功率和效率 六六 閉合電路的閉合電路的圖

50、象問題圖象問題七：七：含容電路的分析與計算含容電路的分析與計算八：電路故障分析八：電路故障分析九：力電綜合九：力電綜合 2如圖所示，兩根橫截面積相同的不同材料制成的導線和，串聯(lián)后接入電路 若導線上任意一點的電勢隨該點與 a 點距離 x的變化關(guān)系如圖所示導線和的電阻率分別為1、2，電阻分別為 R1、R2，則()A12，R12，R1R2C1R2D12，R1R2解析解析:由由UIR,RL/S,根據(jù)導線上任意一點的電勢根據(jù)導線上任意一點的電勢隨該隨該點與點與a點距離點距離x的變化關(guān)系圖線的變化關(guān)系圖線,可知可知,12,2R1R2,選項選項A正正確確.答案答案:A二：電阻和電阻定律二：電阻和電阻定律如圖

51、所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈的電如圖所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈的電阻為阻為r=1 ，電動機兩端的電壓為，電動機兩端的電壓為5 V，電路中的電流，電路中的電流為為1 A，物體，物體A重重20 N，不計摩擦力，求：，不計摩擦力，求：(1)電動機線圈電阻上消耗的熱電動機線圈電阻上消耗的熱 功率是多少？功率是多少？(2)電動機輸入功率和輸出功率電動機輸入功率和輸出功率 各是多少？各是多少？(3)10 s內(nèi)，可以把重物內(nèi)，可以把重物A勻速提勻速提 升多高？升多高？【答案答案】(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m三：三：電功、電功率的計算電功、電功率的計算四：電路動態(tài)分析

52、電路動態(tài)分析如圖甲所示電路中，閉合電鍵 S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法正確的是()A圖線 a 表示的是電壓表 V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況B電源的總功率減小，輸出功率可能先增大后減小C此過程中電壓表 V2示數(shù)的變化量U2和電流表示數(shù)變化量I 的比值不變D此過程中電壓表 V3示數(shù) U3和電流表示數(shù) I 的比值 U3/I 不變【例題 3】 如圖所示，已知電源電動勢E5 V，內(nèi)阻 r2 ，定值電阻 R105，滑動變阻器 R2的阻值范圍為 010 求： (1)當滑動變阻器 R2的阻值為

53、多大時電阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)當滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)當滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大功率是多少？五：五： 閉合電路中的功率和效率閉合電路中的功率和效率【變式】【變式】如圖所示電路中如圖所示電路中, ,直流發(fā)電機輸出電壓直流發(fā)電機輸出電壓E=250 E=250 V,r=3 ,RV,r=3 ,R1 1=R=R2 2=1 ,=1 ,電熱器組中裝有電熱器組中裝有5050只完全相同的只完全相同的電熱器電熱器, ,每只電熱器的額定電壓為每只電熱器的額定電壓為200 V,200 V,額定功率為額定功率為1 1 000 W,000 W,其他電阻不計其他電阻不計, ,并且不計電熱器電阻隨溫度的變并且不計電熱器電阻隨溫度的變化。問化。問:(1):(1)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,實際使用的電熱器都實際使用的電熱器都能正常工作能正常工作? ?(2)(2)當接通幾只電熱器時當接通幾只電熱器時, ,發(fā)電機輸出功率最大發(fā)電機輸出功率最大? ?(3)(3)當接通幾