名校物理知识点突破+详解闭合电路欧姆定律.docx
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名校物理知识点突破+详解闭合电路欧姆定律
第七节:
闭合电路欧姆定律
一、闭合电路:
1、概念:
(1)闭合电路:
用导线把电源、用电器连成一个完整的电路。
(2)外电路:
电源外用电器和导线组成的部分为外电路(电源以外的电路)。
(3)内电路:
电源的内部的电路是内电路。
2、闭合电路的特点:
(1)外电路:
电流由高电势流向低电势(方向:
由正极指向负极)
(2)内电路:
电流由低电势流向高电势(电流方向:
由负极流向正极)
(例:
课本P60、图2.7-2)
(①正负极附近存在两个化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从低电势移到高电势→沿电流方向电势跃升②内电阻的地方沿电流方向电势也是降低的)
3、注意:
测内、外电压时电压表的正负接线柱。
(测内电压:
两极附近插两个探针,
不要触到电极上,探针上接电压表,
负极附近的探针接电压表的正极)
二、闭合电路欧姆定律
1、证明:
纯电阻电路
1)外电路产生的热量:
Q外=I2Rt
2)内电路产生的热量:
Q内=I2rt
3)内外电路非静电力做的功:
W=EIt
4)据能量守恒得:
W=Q外+Q内
EIt=I2Rt+I2rt
I=E/(R+r)
2、内容:
闭合电路的电流跟电源电动势成正比,跟内外电路的电阻之和成反比。
3、公式:
1)I=E/(R+r).2)E=IR+Ir.3)E=U外+U内(U外=IR
U内=Ir)4)U外=E-U内=E-Ir
4、适应条件:
①:
1)、2)适应纯电阻电路。
②:
3)、4)适应一切电路。
5、讨论:
1)R变化(↑)→I变化(↓){I=E/(R+r)}→U内变化(↓)(U内=Ir)→U变化(↑)(U=E-Ir)
{即R↑→U↑,R↓→U↓}
2)外电路断路,或者不接外电路:
R→∞→I=0
U’=0→U=E(即外电路断路或者不接外电路时,外电压U=电源电动势E.一般U 3)外电路短路: R=0→Im=E/r(不允许)→U’=E→ U=0 4)外电压(路端电压)U与电流I的关系: U=E-Ir (1)特点: △U=△Ir→r=△U/△I=K=tanα) (2)说明 ①坐标原点(0,0) 1)E=U0(电流为0时的路端电压) 2)I0=E/r(短路电流) 3)r=E/I0=U0/I0=tanα ②若坐标原点是(0,U1): 1)E=U0(I=0时的外电压)。 2)r=(U0-U1)/I0=tanα(电流为I0时电压为U1: U1=E-I0r) { ③若坐标原点是(I1,U1)U0=E-I1r……(电流为I1时,电压为U0)U1=E-I0r……(电流为I0时,外电压为U1) 解得: E=(U0I0-U1I1)/(I0-I1)r=(U0-U1)/(I0-I1) 三、应用: (一)定量计算 例: 《课本》P62、例1 1、 电流表+电阻箱→测E,r 原理: E=I1(R1+r) E=I2(R2+r) r=(I2R2-I1R1)/(I1-I2) E=I1I2(R2-R1)/(I1-I2) 2、电压表+电阻箱→测E,r 原理: E=U1+(U1/R1)r E=U2+(U2/R2)r r=(U2-U1)/(U1/R1-U2/R2) E=U1U2(1/R1-1/R2)/(U1/R1-U2/R2) 3、电压表+电流表+可变电阻→测E,r 原理: E=U1+I1r E=U2+I2r r=(U2-U1)/(I1-I2) E=(I1U2-I2U1)/(I1-I2) 规律: 测E,r一般用闭合电路 欧姆定律例方程组,解方程组求得E,r. 例: 《高效作业》P121、6 (二)定性讨论 例《优化探究》P54、例1及活学活用1 规律: 1、基本方法 步骤: ①R某(↑)→R(↑)→I(↓){I=E/(R+r)}→U’(↓) (U’=Ir)→U(↑)(U=E-Ir)→②若外电阻串联先讨论定值电阻的电压(U定=IR定)→再讨论变化部分的电压 (U变=U-U定)→③若外电路并联先讨论定值电 阻的电流(I定=U/R定)→再讨论变化部分的电流 (I变=I-I定) 2、结论法 步骤: 电压 (1)R某(↑↓)→与这个电阻直接或者间接并联的用电器的电压U(↑↓)→与这个电阻直接或者间接串联的用电器的电压U(↓↑) 电流 (2)R某(↑↓)→与这个电阻直接或者间接串联的用电器的电流I(↓↑)→与这个电阻直接或者间接并联的用电器的电流I(↑↓) 例: 由于某电阻断路使A灯变亮,B灯变暗,问: 是那个电阻变暗? 四、闭合电路的功率 1、电源的功率(闭合电路消耗总功率): P=EI 2、电源内部消耗的功率: Pr=I2r=UrI=Ur2/r 3、电源输出功率: P出=UI=P-Pr若纯电阻: P出=I2R=U2/R 4、电源的效率: η=(P出/P)×100℅=(U/E)×100℅ 若是纯电阻电路: η=R/(R+r)×℅(R↑→η↑) 例1: 《优化探究》P55、例2。 例2: 《高效作业》P121、4、5 5、应用: 输出功率随外电阻的变化关系 P出=I2R=[E/(R+r)]2R=[E2/(R2+2Rr+r2)]R =E2R/[(R-r)2+4Rr]=E2/{[(R-r)2/R]+4r} (1)当R=r时→Pm=E2/4r (2)当R (3)当R>r时→R↑→P↓ 例: 《优化探究》P55、活学活用2 注意: (1)输出功率最大时→η=50℅ (2)定值电阻的功率一般P=I2R 或者P=U2/R讨论I、U的变化说明P 的变化。 五、含电容器的电路 规律: (1)电路稳定时电容器所在电路不通电(断路) 充电、放电时电容器所在电路可通电。 (2)电路稳定时找两极板所对应电势→进一步确 定两极板间的电压U (3)据Q=UC确定电荷量Q及电荷量的变化 △Q=︱Q1-Q2︱(两种状态两极的正负不变) 或者△Q=Q1+Q2(两种状态两极的正负颠倒) 例: 《优化探究》P55、例3P56、6
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