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高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律说课ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律说课ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了能力·思维·方法，闭合电路中的功率，ABD，电动机消耗功率，电源释放的电功率，答此解法不当，整个回路的电流是，由此得干路电流，通过R2的电流，电源的端电压等内容，欢迎下载使用。
１．电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决定,不随外电路变化．
４．电源的供电过程是能量转化的过程．
说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，IU内+IU外=IE. (能量守恒,外电路可以是任何电路)
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； a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;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电源的输出功率；
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）。
1．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是 ( )A．甲电源的电动势比乙大B．乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C．甲和丙电源的内阻相等D．甲电源内阻最大，丙电源内阻最小
2. 如图10-3-5所示电路，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
说明：外电路可以是任何电路。
4. 供电效率:=P出/P总＝U外/E(外电路可以是任何电路)
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示
可见当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为：
5. 电源输出功率最大值：
3. 如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且r>R2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是 （ ）(A) 要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2。(B) 要使P1最大，必须使R1= R2+ r。 (C) 要使P2最大，必须使R2= R1+ r。 (D)（P1+ P2）的最大值，由E和r决定。
4. 辩析改错： 如图所示电源电动势E=10V，内阻r = 0. 5Ω,电动机的电阻R0 =1. 0Ω,定值电阻R=1. 5Ω,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V．求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？
经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。
P=EI=10×3.33=33.3W
P=I2R0= 3.332 ×10=11.1W
某同学求解如下：整个回路的电流是：
5. 如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0 Ω，定值电阻R2＝12 Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50 Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4 V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0 W．求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流．
（1）路端电压等于R2两端的电压，
（2）电源的电动势E = U2＋Ir，
通过电动机的电流 I1 = I－I2 =(1.5-0.5) A=1.0 A
6. 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 ( ) A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W
车灯的电阻 R=12.5/10-0.05=1.2Ω
车灯原来的功率 P1=I12 R=120 W
电动机启动后,车灯的电压
U2=E-Ir=12.5-58×0.05=9.6 V
车灯后来的功率 P2=U22 / R=76.8 W
车灯的电功率降低了 P1 - P2 =43.2 W
7．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω；电容器的电容C=10 μF.电容器原来不带电.求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量。
由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为
由欧姆定律得, 通过电源的电流
I=E/R=1/3 A
U=E-Ir=8/3 V
通过R4的总电量就是电容器的电量
Q=CU′=2.0×10-5 C
8．(14分)如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性,开始时,开关S１闭合，S2断开．(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电量变化了多少?(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少?
（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1
根据闭合电路欧姆定律有
U1= I1 R1=4.5V ②
合上开关S2后，电容电压为U2，干路电流为I2．根据闭合电路欧姆定律有
所以电容器上电量变化了
（2）合上S2后，电容上电量为Q
断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电量与阻值成反比
故流过电阻R1的电量为
9．（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是___________。
（2）若R1＝6，R2＝12，电源内电阻r＝6，，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择 （ ）（A）2（B）4 （C）6 （D）8
滑动片P由a滑至b的过程中,R1和R2并联电阻R并一直变大，并联电阻R并的最大值为4 ,即R并≤4 .
由P-R图线知，外电路的最大总电阻 R =R3 +R并> 6
∴ R3 > 2 B正确
10. 小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的 a、b、c 所示，则下列判断正确的是 ( )A.直线 a 表示电源的总功率B .曲线 b 表示电源的输出功率 C.电源的电动势 E= 3V.内电阻r=1ΩD .电源的最大输出功率Pmax= 9W
电源的总功率PE =IE∝I
所以直线 a 表示电源的总功率
电源内部的发热功率Pr =I2r∝I2
所以曲线 b 表示电源内部的发热功率
由直线 a ，E=P/I=9/3=3V
由曲线 b, r=Pr /I2 =9 / 32 =1 Ω
11．现有电动势1.5V、内阻0.5Ω的电池多节，准备取一定数量的这种电池串联起来对一个规格为“9.0V、0.9W”的用电器供电。而串联电池组的电动势等于各个电池电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。为保证用电器在额定状态下工作，最少要用几节这种电池？电路中还需要串联一个阻值为多少的电阻分压？
（1）假设用n节这种干电池，流过用电器的电流
解得： R=11.5Ω
江苏省如东高级中学07年2月期末试卷10
12．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I ＞Ic时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻为R1 = 3Ω，超导临界电流Ic = 1.2A，限流电阻R2 = 6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r =2Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则 ( )A．短路前通过R1的电流为2/3 A B．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C．短路后通过R1的电流为4/3 AD．短路后通过R1的电流为2 A
１．电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决定,不随外电路变化．
４．电源的供电过程是能量转化的过程．
说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，IU内+IU外=IE. (能量守恒,外电路可以是任何电路)
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； a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;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电源的输出功率；
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）。
1．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是 ( )A．甲电源的电动势比乙大B．乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C．甲和丙电源的内阻相等D．甲电源内阻最大，丙电源内阻最小
2. 如图10-3-5所示电路，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
说明：外电路可以是任何电路。
4. 供电效率:=P出/P总＝U外/E(外电路可以是任何电路)
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示
可见当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为：
5. 电源输出功率最大值：
3. 如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且r>R2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是 （ ）(A) 要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2。(B) 要使P1最大，必须使R1= R2+ r。 (C) 要使P2最大，必须使R2= R1+ r。 (D)（P1+ P2）的最大值，由E和r决定。
4. 辩析改错： 如图所示电源电动势E=10V，内阻r = 0. 5Ω,电动机的电阻R0 =1. 0Ω,定值电阻R=1. 5Ω,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V．求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？
经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。
P=EI=10×3.33=33.3W
P=I2R0= 3.332 ×10=11.1W
某同学求解如下：整个回路的电流是：
5. 如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0 Ω，定值电阻R2＝12 Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50 Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4 V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0 W．求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流．
（1）路端电压等于R2两端的电压，
（2）电源的电动势E = U2＋Ir，
通过电动机的电流 I1 = I－I2 =(1.5-0.5) A=1.0 A
6. 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 ( ) A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W
车灯的电阻 R=12.5/10-0.05=1.2Ω
车灯原来的功率 P1=I12 R=120 W
电动机启动后,车灯的电压
U2=E-Ir=12.5-58×0.05=9.6 V
车灯后来的功率 P2=U22 / R=76.8 W
车灯的电功率降低了 P1 - P2 =43.2 W
7．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω；电容器的电容C=10 μF.电容器原来不带电.求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量。
由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为
由欧姆定律得, 通过电源的电流
I=E/R=1/3 A
U=E-Ir=8/3 V
通过R4的总电量就是电容器的电量
Q=CU′=2.0×10-5 C
8．(14分)如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性,开始时,开关S１闭合，S2断开．(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电量变化了多少?(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少?
（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1
根据闭合电路欧姆定律有
U1= I1 R1=4.5V ②
合上开关S2后，电容电压为U2，干路电流为I2．根据闭合电路欧姆定律有
所以电容器上电量变化了
（2）合上S2后，电容上电量为Q
断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电量与阻值成反比
故流过电阻R1的电量为
9．（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是___________。
（2）若R1＝6，R2＝12，电源内电阻r＝6，，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择 （ ）（A）2（B）4 （C）6 （D）8
滑动片P由a滑至b的过程中,R1和R2并联电阻R并一直变大，并联电阻R并的最大值为4 ,即R并≤4 .
由P-R图线知，外电路的最大总电阻 R =R3 +R并> 6
∴ R3 > 2 B正确
10. 小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的 a、b、c 所示，则下列判断正确的是 ( )A.直线 a 表示电源的总功率B .曲线 b 表示电源的输出功率 C.电源的电动势 E= 3V.内电阻r=1ΩD .电源的最大输出功率Pmax= 9W
电源的总功率PE =IE∝I
所以直线 a 表示电源的总功率
电源内部的发热功率Pr =I2r∝I2
所以曲线 b 表示电源内部的发热功率
由直线 a ，E=P/I=9/3=3V
由曲线 b, r=Pr /I2 =9 / 32 =1 Ω
11．现有电动势1.5V、内阻0.5Ω的电池多节，准备取一定数量的这种电池串联起来对一个规格为“9.0V、0.9W”的用电器供电。而串联电池组的电动势等于各个电池电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。为保证用电器在额定状态下工作，最少要用几节这种电池？电路中还需要串联一个阻值为多少的电阻分压？
（1）假设用n节这种干电池，流过用电器的电流
解得： R=11.5Ω
江苏省如东高级中学07年2月期末试卷10
12．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I ＞Ic时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻为R1 = 3Ω，超导临界电流Ic = 1.2A，限流电阻R2 = 6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r =2Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则 ( )A．短路前通过R1的电流为2/3 A B．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C．短路后通过R1的电流为4/3 AD．短路后通过R1的电流为2 A
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