闭合电路欧姆定律.doc

闭合电路欧姆定律教学目标：1．掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；2．掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法3．掌握闭合电路的U-I图象教学重点：闭合电路欧姆定律及其应用教学难点：闭合电路欧姆定律的应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。+－－+RErIRV1V2+－探针闭合电路欧姆定律的表达形式有：①E=U外+U内②〔I、R间关系〕③U=E-Ir〔U、I间关系〕④〔U、R间关系〕从③式看出：当外电路断开时〔I=0〕，路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势〔有微弱电流〕。当外电路短路时〔R=0，因而U=0〕电流最大为Im=E/r〔一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏〕。2.电源的功率和效率。⑴功率：①电源的功率〔电源的总功率〕PE=EI②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2roRP出Pmr⑵电源的效率：〔最后一个等号只适用于纯电阻电路〕电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如下图，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。【例1】ErR2R1如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；②R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；③把R1也看成电源的一局部，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为1.5W。R1R2R3R4Er3.变化电路的讨论。闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一局部的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、局部电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。以右图电路为例：设R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3=I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3-I2，I1一定减小。总结规律如下：①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系〔通过变化电阻的电流也通过该电阻〕的看电流〔即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小〕；④和变化电阻有并联关系的〔通过变化电阻的电流不通过该电阻〕看电压〔即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大〕。2AR1R21S【例2】如图，电源的内阻不可忽略．定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是以下的哪些值A.AB.C.D.解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于．所以只能选C。【例3】如下图，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，以下说法中正确的选项是V2V1L1L2L3PL1、L3变暗，L2变亮L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U=U1+U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，选BD。4．电动势与路端电压的比拟：U/VI/Ao2015105ab5.闭合电路的U-I图象。右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；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；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时〔即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大〔可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半〕。UoIEU0M〔I0,U0〕βαb