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1、12.2 闭合电路的欧姆定律第十二章电能 能量守恒定律如图为闭合电路的组成.(1)在内、外电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化?闭合电路的欧姆定律一在 外 电 路 中 沿 电 流 方 向 电 势 降 低;在 内 电 路 中 沿 电 流 方向电势升高.(2)若 电 源 电 动 势 为E,电 路 中 的 电 流 为I,在t 时 间 内 非 静 电 力 做 功 多 少?内、外电路中产生的焦耳热分别为多少?它们之间有怎样的关系?EIt I2rt I2Rt EIt I2Rt I2rt(3)闭合电路的电流I 与电动势E、外电阻R 和内电阻r 的关系怎样?适用于纯电阻电路U外E Ir,E U外U内适用于任
2、意的闭合电路.如 图 所 示 的 电 路 中,当 开 关S 接a点 时,标 有“4V,8W”的 小 灯 泡L 正 常 发 光,当 开 关S 接b点 时,通 过 电 阻R 的 电 流 为1A,这 时 电 阻R两端的电压为5V.求:(1)电阻R 的阻值(2)电源的电动势和内阻.联立解二元一次方程1.在 如 图 所 示 的 电 路 中,电 源 的 电 动 势E 10V,内 电 阻r 1,试 求 当 外 电 阻R 的 电 阻 值 分 别 为3、4、9时 所 对 应 的 路 端 电 压.通 过 数 据 计 算,你 发 现 了 怎 样 的 规律?路端电压与电流、负载的关系二外 电 压 分 别 为7.5V、
3、8V、9V.随 着外电阻的增大,路端电压逐渐增大.1.路端电压的表达式:U.2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时,电流I减小,路端电压.(2)当外电阻R减小时,电流I增大,路端电压.(3)两个特例:外电路断开时,R,I,U,据此特点可测电源电动势.外电路短路时,R0,I,U,据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因.EIr增大减小0E03.外电压U与电流I的关系由UEIr可知,UI图象是一条斜向下的直线,如图所示.(1)图象中U轴截距E表示电源的.(2)I轴截距I0等于.(3)图线斜率的绝对值表示电源的,即.电动势短路电流内阻 r(多 选)当 分 别 用A、B 两
4、电 源 给 某 电 路 供 电 时,其路端电压与电流的关系图线如图所示,则A.电源电动势EAEBB.电源内阻rArBC.电源A 的短路电流为0.2AD.电源B 的短路电流为0.3A易 错:若纵坐标上的取值不是从零开始,则横坐标截距不表示短路电流,但斜率的绝对值仍然等于内阻.三、闭合电路的动态分析(1)分析流程分 析 电 路,明 确 各 部 分 电 路 的 串、并 联 关 系 及 电 流 表 或 电 压表的测量对象由局部电阻变化判断总电阻的变化由I 判断总电流的变化据U E Ir 判断路端电压的变化由 欧 姆 定 律 及 串、并 联 电 路 的 规 律 判 断 电 路 各 部 分 的 电 压 及
5、电流的变化例如图所示,R1阻值恒定,R2为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大),L为小灯泡,当R2所在位置温度升高时()A.R1两端的电压减小B.小灯泡的亮度变暗C.电流表的示数减小D.通过R2的电流减小按流程分析I增大,IR1肯定增大干路电流串并联规律 口诀-串反并同串反:是指某一电阻增大时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.并同:是指某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.针 对 训 练如图所示电路中,开关S闭合,
6、当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,以下判断正确的是A.电压表示数变大,通过灯L1的电流变大,灯L2变亮B.电压表示数变小,通过灯L1的电流变小,灯L2变暗C.电压表示数变大,通过灯L2的电流变小,灯L1变亮D.电压表示数变小,通过灯L2的电流变大,灯L1变暗L1与变阻器并联,变化相同,所以U1和I1都减小L2在干路与变阻器间接串联易 错:(多 选)在 如 图 所 示 电 路 中,闭 合 开 关S,当 滑 动 变阻 器 的 滑 动 触 头P 向 下 滑 动 时,理 想 电 表 的 示 数 分 别 用I、U1、U2和U3表 示,电 表 示 数 变 化 量 的 大 小 分 别 用I、U1、U2
7、、U3表示.下列比值中正确的是数理结合-变化量之比转化为函数中的斜率k四、闭合电路的功率和效率1.电源的总功率:P总;电源内耗功率P内U内II2r;电源输出功率P出U外I.2.对于纯电阻电路,电源的输出功率P出I2R率最大,其最大输出功率为P.电源输出功率随外电阻的变化曲线如图所示.EIr如果取不到相等则R与r越接近则电源输出功率越大例如图所示,电路中E3V,r0.5,R01.5,变阻器的最大阻值R10.(1)在变阻器的阻值R为多大时,定值电阻R0上消耗的功率最大?最大为多大?(2)在变阻器的阻值R为多大时,变阻器上消耗的功率最大?最大为多大?定值电阻通过的电流最大时消耗功率最大求可变电阻消耗
8、的功率时可将其他电阻等效为电源内阻-再直接用结论针 对 训 练将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路,测得的电阻箱所消耗的功率 P与电阻箱的读数 R的关系如图所示,下列说法正确的是A.电源最大输出功率可能大于45 WB.电源内阻为5 C.电源的电动势为45 VD.电阻箱消耗的功率为最大值时,电源的效率大于50%电阻箱功率就是电源输出功率电动势就用功率最值来算等于50%电阻 电源U I 图象研究对象 定值电阻 电源五、电阻的U I 图线与电源的U I 图线的对比联系:电源的电动势和内阻是不变的,正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U外和总电流I 的变化R 不随U 与I 的变化而变化纵截距为E,斜率为r考 点:两 种 图 象 的 交 点 坐 标 表 示 该 用 电 器 单 独 与 电 源 串联 的 工 作 电 流 和 路 端 电 压(也 是 用 电 器 两 端 的 电 压).如 图,电源的输出功率分别为PbU1I1,PcU2I2.