1、第2講電路、閉合電路歐姆定律,一、串、并聯(lián)電路的特點,【提示】(1)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻。 (2)無論電阻怎樣連接,每一段電路總電功率P等于各個電阻電功率之和。 (3)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個電阻變大時,電路的總電阻變大。,二、電源的電動勢和內(nèi)阻 1.電動勢 (1)定義:非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。 (3)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。 2.內(nèi)阻 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻,叫做電源的內(nèi)阻,它是電源的另一重要參數(shù)。 【提示】電動勢不是電壓,電動勢等于非靜電力移送單位電荷

2、量所做的功,電壓即電勢差,它表現(xiàn)在電路兩點間形成電場,電場力推動電荷做功,完成的是由電能向其他形式能的轉(zhuǎn)化過程,從能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系看,電動勢和電壓是截然不同的物理量。,三、閉合電路歐姆定律 1.內(nèi)容:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。 2.公式:(1) (適用于純電阻電路);(2)E=U外+Ir(適用于所有電路)。 3.路端電壓U與外電阻R的關(guān)系 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律,當(dāng)外電阻R變大時,干路電流I變小,因為U=E-Ir,所以路端電壓U變大;同理,當(dāng)外電阻R減小時,路端電壓U減小。 (2)當(dāng)外電路斷開時,R為,I為0,所以路端電壓U=E。

3、(3)當(dāng)外電路短路時,R為0,I為 ,所以路端電壓U=0。,4.路端電壓U與電流I的關(guān)系 (1)關(guān)系式:U=E-Ir。 (2)U-I圖象如圖所示。 當(dāng)電路斷路即I=0時,縱坐標(biāo)的截距為電源電動勢。 當(dāng)外電路電壓為U=0時,橫坐標(biāo)的截距為短路電流。 圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻。,考點二,考點一,考點三,閉合電路的動態(tài)分析 根據(jù)閉合電路的歐姆定律和串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點來分析電路中某電阻變化引起整個電路中各部分電學(xué)物理量的變化情況,常見的方法有: 1.程序法,2.直觀法 任一電阻阻值增大,必引起該電阻中電流的減小和該電阻兩端電壓的增大。,考點二,考點一,考點三,3.“并同串反”規(guī)律 所謂“并同”

4、,即某一電阻增大時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小。所謂“串反”,即某一電阻增大時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端的電壓、電功率都將減小,反之則增大。即U串I串P串RU并I并P并 4.極限法 即因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論。,考點二,考點一,考點三,典例1(2015長沙四校聯(lián)考)(多選)如圖所示,圖中的四個電表均為理想電表,當(dāng)滑動變阻器滑片P向右端移動時,下面說法中正確的是() A.電壓表V1的讀數(shù)減小,電流表A1的讀數(shù)增大 B.電壓表V1的讀數(shù)增大,電流表A1的讀數(shù)減小 C.電壓表V2的讀數(shù)減小,電

5、流表A2的讀數(shù)增大 D.電壓表V2的讀數(shù)增大,電流表A2的讀數(shù)減小 【解題思路】滑動變阻器滑片P向右端移動,使得RP減小,總電阻減小,總電流增大,即電流表A1的讀數(shù)增大,所以內(nèi)電壓增大,R1所分電壓增大,并聯(lián)電路電壓即電壓表V1的讀數(shù)減小,即R3兩端電壓減小,通過R3的電流減小即電流表A2的讀數(shù)減小,由于總電流增大,所以經(jīng)過另外一個支路即經(jīng)過R2的電流增大,R2兩端電壓增大,即電壓表V2的讀數(shù)增大,A、D項正確。 【參考答案】 AD,考點二,考點一,考點三,【名師點睛】(1)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時,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。 (2)在如圖

6、所示分壓電路中,滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成,其中一段R并與用電器并聯(lián),另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致。,考點二,考點一,考點三,1.(多選)如圖,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為V1、V2、V3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為I,則 ( ACD ) A.A的示數(shù)增大B.V2的示數(shù)增大 C.V3與I的比值大于rD.V1大于V2,考點二,考點一,考點三,【解析】滑片向下滑動,連入電路中的電阻R變減小,由 ,電流表A示數(shù)增大,A項正確;電壓表V2測量的是電源的輸出電壓U2=E-

7、Ir,減小,B項錯誤; U3=E-Ir-IR,則有V3=I(R+r), V3與I的比值等于R+r,大于r,C項正確;V2=Ir,V1=IR,又因為題目告知Rr,得V1大于V2 ,D項正確。,考點二,考點一,考點三,考點二,考點一,考點三,閉合電路的功率及效率問題,考點二,考點一,考點三,由P出與外電阻R的關(guān)系圖象可知: 1.當(dāng)R=r時,電源的輸出功率最大為 。 2.當(dāng)Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越小。 3.當(dāng)Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越大。 4.當(dāng)P出Pm時,每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R1和R2,且R1R2=r2。,考點二,考點一,考點三,典例2如圖所示,已知電源電動勢E=5 V,內(nèi)

8、阻r=2 ,定值電阻R1=0.5 ,滑動變阻器R2的阻值范圍為010 。求: (1)當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時,電阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)當(dāng)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(dāng)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?,考點二,考點一,考點三,【參考答案】 (1)02 W(2)2.5 2.5 W(3)1.5 3.125 W,考點二,考點一,考點三,【名師點睛】(1)解決最大功率問題時,要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率,定值電阻的最大功率用 分析,可變電阻的最大功率用等效電源法求解。 (2)電源輸出功率最大

9、時,效率不是最大,而是只有50%。,考點二,考點一,考點三,(2015南昌調(diào)研)(多選)在如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,當(dāng)移動滑動變阻器滑片時,電流表示數(shù)變大,則( AD ) A.電源的總功率一定增大 B.電源的輸出功率一定增大 C.電源內(nèi)部消耗的功率一定減小 D.電源的效率一定減小 【解析】滑片移動時,電流表示數(shù)變大,可知滑片向右移動,電路的總電阻減小,總電流增大,因此電源的總功率增大,因為總電流變大,所以路端電壓變小,所以電源的效率減小,A、D正確;電源內(nèi)阻消耗的功率增大,輸出的功率變化不確定,B、C項錯誤。,考點一,考點三,考點二,兩類U-I圖象的比較與應(yīng)用 兩種圖象的比較,考點一

10、,考點三,考點二,典例3(2016湖北襄陽五中期中檢測)(多選)在如圖所示的圖象中,直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,直線為某一電阻R的伏安特性曲線。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2 W D.電源的效率為66.7% 【解題思路】圖線與縱軸的交點表示電源電動勢E為3 V,圖線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻r為0.5 ,A項正確;圖線的斜率表示電阻R的阻值為1 ,B項正確;由、圖線的交點坐標(biāo)可知電流I=2 A,路端電壓U=2 V,電源輸出功率P=UI=4 W,C項錯誤;電源效率 ,D項正

11、確。 【參考答案】 ABD,考點一,考點三,考點二,【名師點睛】此題兩圖線的交點表示電源的路端電壓與用電器兩端的電壓相等,通過電源的電流與通過用電器的電流相等,即電源單獨對該用電器供電。,考點一,考點三,考點二,如圖所示,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡的U-I圖線,用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率和電源的總功率分別是 ( D ) A.4 W,8 WB.2 W,4 W C.2 W,3 WD.4 W,6 W 【解析】用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率P出=UI=22 W=4 W,電源的總功率P總=EI=32 W=6 W,D項正確。,含電容器電路的分析 1.電

12、路的簡化 不分析電容器的充、放電過程時,把電容器所在的支路視為斷路,簡化電路時可以去掉,求電荷量時再在相應(yīng)位置補上。 2.電路穩(wěn)定時電容器的處理方法 電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體。電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。 3.電容器所帶電荷量的變化的計算 (1)如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差。 (2)如果變化前后極板帶電的電性相反,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。,典例如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源內(nèi)阻

13、不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時,帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件,油滴仍能靜止不動的 () A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離 D.斷開開關(guān)S,【參考答案】 B,【名師點睛】電容器正、負(fù)極板及兩板電壓的確定: 在電路中通過導(dǎo)線相連的各點電勢相等,找出兩極板通過導(dǎo)線分別與有電流的電路中哪兩點電勢相等,電路中這兩點所含電阻消耗的電壓就等于電容器兩端的電壓,與電勢高處相連的極板為電容器的正極板,與電勢低處相連的極板為電容器的負(fù)極板。,如圖所示,C為兩極板水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R1、R2的滑

14、片處于各自的中點位置時,懸在電容器C兩極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),要使塵埃P向下加速運動,下列方法中可行的是 ( B ) A.把R1的滑片向左移動 B.把R2的滑片向左移動 C.把R2的滑片向右移動 D.把閉合的開關(guān)S斷開 【解析】塵埃P受到重力和電場力而平衡,要使塵埃P向下加速,就要減小電場力,故要減小電容器兩端的電壓。電路穩(wěn)定時,滑動變阻器R1無電流通過,兩端電壓為零,故改變R1的電阻值無效果,A項錯誤;變阻器R2處于分壓狀態(tài),電容器兩端電壓等于變阻器R2左半段的電壓,故要減小變阻器R2左半段的電阻值,變阻器R2滑片應(yīng)該向左移動,B項正確,C項錯誤;把閉合的開關(guān)S斷開,電容器兩端電

15、壓增大到等于電源電動勢,故P向上加速,D項錯誤。,1.電阻R1與R2并聯(lián)在電路中,通過R1與R2的電流之比為12,則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時,R1與R2兩端電壓之比U1U2為 ( B ) A.12B.21 C.14D.41,2.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電壓表示數(shù)為3 V,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電壓表示數(shù)為1.8 V,則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為 ( D ) A.53B.35 C.23D.32 【解析】開路電壓等于電源的電動勢,故電源電動勢E=3 V,S閉合后,電壓表的示數(shù)為1.8 V,即電阻R分得的電壓,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得內(nèi)阻分得的電壓為1.2 V,故外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為32,D項正確。,3.(多選)如圖所示,直線A為電源的U-I圖線,直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時,電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為1、2,則 ( BC ) A.P1P2B.P1