高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律授课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律授课课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了动态电路分析，图像一，根据功率与电流关系，图像二P-I图像，P-I图像问题，ABC，UE-Ir，U-I图像，解决非线性元件问题，答案C等内容，欢迎下载使用。

例1电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是(　　)A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表A1读数减小,A2读数增大D.电压表读数减小,电流表A1读数增大,A2读数减小
动态电路问题的分析方法1.解决闭合电路动态变化问题,应按照局部→整体→局部的程序进行分析。
(1)对于固定不变的部分,一般按照欧姆定律直接判断。(2)对于变化的部分,一般应根据分压或分流间接判断。(3)涉及滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。
变式训练1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( B　)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的电流减小解析:当R2所在位置温度升高时R2阻值减小,总电阻减小,总电流增大,电流表的示数增大,R1两端的电压U1=IR1增大,故A、C错误;总电流增大,内电压增大,则路端电压U=E-Ir减小,并联部分的电压减小,所以灯泡L变暗,故B正确;通过L的电流减小,而总电流增大,则通过R2的电流增大,故D错误。
二、电源的有关功率和效率
(1)当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η →100%，但此时P出→0，无实际意义．(2)对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同．
闭合电路欧姆定律经常涉及到P-I图像
电源总功率：P电= EI
电源内功率：P内= I2r
电源输出功率：P出= EI- I2r
例3、如图所示，曲线C1、C2分别是纯直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知下列说法正确的是（ 　　）
A．电源的电动势为4VB．电源的内阻为1ΩC．电源被短路时，电源消耗的功率为16WD．电源输出功率最大值为8W
解：ABD、根据图象可以知道，曲线C1、C2的交点的位置，此时的电路的内外的功率相等，由于电路的电流也相等的，所以此时的电源的内阻和外电阻的大小是相等的，即此时的电源的输出的功率是最大的，由图可知电源输出功率最大值为4W，所以D错误；根据P=I2R=I2r可知，当输出功率最大时，P=4W，I=2A，所以R=r=1Ω，所以B正确；由于E=I（R+r）=2×（1+1）=4V，所以电源的电动势为4V，所以A正确当电源被短路时，电源消耗的最大功率P大=U2/r =16W，所以C正确．
1、如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随着电流I变化的图线，抛物线OBC为该直流电源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，A、B两点对应的横坐标为2A，则下面说法中正确的有（ ）
A．电源电动势为3V，内电阻为1Ω B．AB纵坐标差为2WC．电流为2A时，外电阻为0.5Ω D．电流为3A时，外电阻为2Ω
二、闭合电路欧姆定律应用（三）：图像表述（U-I）
“一个”斜率“两个”截距“三个”面积
图像（三）：闭合电路U------I图像
例1、如图，直线b为电源图象，直线a为电阻R的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（　　）
A．电源的效率为67%B．电源的输出功率为4WC．电源的输出功率为2W D．电源的效率为33.3%
解：两图像交点含义是：交点纵坐标值是路端电压U、横坐标值是干路电流I。则电源的输出功率P出=UI = 4w。
由图像可得：a的斜率是R=1Ω；b的斜率大小是 r = 0.5Ω。所以η = 67％
2、如图5所示，U－I图线上， a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是(　　)
A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小
解：A、B：电源的输出功率P出=UI ，由数学知识可知，P出等于图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”，由图可知，在b点时“面积”最大，电源的输出功率最大，选项A正确；电源的总功率P电= EI，在b点时I不是最大，电源的总功率不是最大。
C、D：从A→C时，β角越大，电流越小，电源的总功率越小，但图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”增大，电源输出功率增大选项C错误；从B→C时，β角越大，电流越小，电源的总功率越小，图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”减小，电源的输出功率减小，选项D正确。
例2、在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列判断正确的是（　　）
A．灯泡L1的电阻为12ΩB．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C．灯泡L1消耗的电功率为0.75WD．灯泡L2消耗的电功率为0.30W
解：A、C：当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1=U1 /I1=12Ω，功率P1=U1I1=0.75W，故A正确，C正确；
B、D：灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W，故B错误，D正确；
图像四：闭合电路U---R图像
图像五：I------T
例3如图所示,电源电动势E=10 V,内阻可忽略,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,求:(1)S闭合后,电路稳定时通过R1的电流。(2)S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的总电荷量。
三、含容电路的分析与计算
(2)S闭合时,电容器两端电压UC=U2=I·R2=6 V,储存的电荷量Q=C·UC。S断开至达到稳定后电路中电流为零,此时UC'=E,储存的电荷量Q'=C·UC'。很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ=Q'-Q=CUC'-CUC=1.2×10-4 C。电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的,这只有通过R1这条电路实现,所以流过R1的电荷量就是电容器电荷量的增加量。答案:(1)1 A　(2)1.2×10-4 C
知识归纳在直流电路中,当电容器充、放电时,电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的,不漏电的情况)的元件,电容器处电路可看作是断路,简化电路时可去掉它。1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降低,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。规律方法 分析电容器电荷量变化的方法(1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联。(2)根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压。(3)最后根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU,求电荷量及其变化量。
变式训练3(2016·全国理综甲)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(　　)
解析:S断开时等效电路图如图a所示。