物理人教版 (新课标)4 串联电路和并联电路课文内容ppt课件

这是一份物理人教版 (新课标)4 串联电路和并联电路课文内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了电势能，非静电力，U内＋U外，纯电阻，E－Ir，电源内阻，电动势，I1＝I2＝＝In，U1＋U2＋＋Un，R1＋R2＋＋Rn等内容，欢迎下载使用。
一、电源1．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成 的装置．
2．电动势： 搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，E＝ ，单位：V.
3．电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的 ．
4．在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即E＝ ．
5．电动势是 量，需注意电动势不是电压．
二、欧姆定律1．表达式：I＝ .
2．适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于 电路．
3．伏安特性曲线(I­U图线)(1)线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧姆定律．(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律．
三、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ．
3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝ .(2)U－I图象如图7－2－1所示．图中直线的斜率表示 大小，直线与纵轴的交点的纵坐标表示电源 的大小．当r＝0(理想电源)时，路端电压不随电流的变化而变化，此时U外＝E.
四、串、并联电路1．特点对比
2．两个有用的结论(1)串联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻 ．(2)并联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，任意一个电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小．
[特别提醒]　无论电阻怎样连接，电路中消耗的总功率一定等于各个电阻消耗的电功率之和．
五、电流表和电压表的改装
1．如图7－2－2所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是 (　　)A．当路端电压都为U0时，它们 的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势等于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析：根据欧姆定律可知外电阻R、路端电压U与电流I的关系为R＝ ，在U－I图线中甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，选项A正确．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，与I轴交点的坐标值表示电路中的短路电流，图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；甲与I轴交点的坐标值比乙的小，表明甲的短路电流小于乙的短路电流；图线甲的斜率大于图
线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C、D错误．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，选项B错误．
3．在电源一定的电路里，下面说法正确的是 (　　)A．外电阻增加一倍，路端电压也增加一倍B．电源电动势等于内电压与外电压之和C．外电路短路时，路端电压等于电源电动势D．路端电压一定大于内电压
4．如图7－2－3所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡的亮度变化情况是 (　　)
A．L1变亮，L2和L3均变暗B．L1变暗，L2不能确定，L3变暗C．L1变暗，L2和L3均变亮D．L1和L2均变亮，L3变暗
解析：当滑动触头P向右移动时，滑动变阻器的电阻减小，电路总电阻减小，由于电路两端的电压保持不变，因此IL1增大，灯L3两端电压减小，IL3减小，再由IL2＝IL1－IL3，可知IL2增大，故灯L1、L2变亮，L3变暗，选项D正确．
5．如图7－2－4所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是(　　)
A．甲表是安培表，R增大时量程增大B．甲表是安培表，R增大时量程减小C．乙表是伏特表，R增大时量程不变D．乙表是伏特表，R增大时量程减小
解析：甲表是安培表，R增大，R的分流作用减小，故安培表量程减小，A错误，B正确；乙表为伏特表，R增大，R的分压作用增大，故伏特表的量程增大，C、D错误．
6．如图7－2－5(甲)为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图(乙)所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
[典例启迪][例1]　如图7－2－6所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则 (　　)
A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大
[思路点拨]　解答本题时应注意以下两个方面：(1)电源的U－I图线与电阻的U－I图线的意义．(2)电源的输出功率和效率与外电路电阻大小的关系．
⑤P出与R的关系如图7－2－7所示．
[题组突破]1．(2010·新课标全国卷)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7－2－8所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为 (　　)
2．如图7－2－9所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻
力．那么，要使小球恰能到达A板，滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为(取g＝10 m/s2)(　　)A．8 Ω、23 W B．32 Ω、8 WC．8 Ω、15 W D．32 Ω、23 W
[典例启迪][例2]　在如图7－2－10所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表 、 和 的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 (　　)
A．I1增大，I2不变，U增大　　B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小
[思路点拨]　解答本题时可按以下思路进行：
[归纳领悟] 分析直流电路的动态问题时，一般按照“局部→整体→局部”的思路进行，同时要灵活应用I总＝I1＋I2，U总＝U1＋U2，U＝IR，U＝E－Ir等关系，做到每一步推导都要有确切的依据．
[题组突破]3．在某控制电路中，需要连成如图7－2－11所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是 (　　)
A．L1、L2两个指示灯都变亮　B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗 D．L1变暗，L2变亮
解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1＝I2R1及I2＝I－I1可知R1分担电压增大，L2及R2两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项B正确．
4．如图7－2－12所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭的确能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比 (　　)A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小
[典例启迪][例3]　如图7－2－13所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω ，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω ，C＝30 μF.(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流．(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量．(3)如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率．
[思路点拨]　开关S由闭合到断开，流过R1的总电量也就是电容器C上的电量变化量．
[答案]　(1)1 A　(2)4 V　1.2×10－4 C　(3)6.25 W
[归纳领悟]含容电路分析技巧(1)简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电路时可以去掉，在求电荷量时在相应位置补上．(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线．(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．可由ΔQ＝ΔUC计算电容器上电荷量的变化．
(4)在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，判断是否出现电容器先放电后反向充电的现象．
[题组突破]5．如图7－2－14所示的电路中，在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内，下列关于各元件上电流或电压的说法中正确的是(　　)A．R1和R2上的电流一直增大，R3上的电流一直减小B．R1和R2上电流一直减小，R3上电流一直增大C．三个电阻上的电流都一直增大D．三个电阻上的电流都一直减小
解析：在开关刚闭合时，电容器充电，电容器对电流的阻碍作用很小，通过电阻R1、R2的电流较大，通过电阻R3的电流为零，电路中电流稳定时，电容器充电完毕，电容器相当于断路．在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内，R1和R2上的电流一直减小，R3上的电流一直增大，A、C、D错误，B正确．
6．如图7－2－15所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则 (　　)A．I＝1.5 A　　　　 B．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 C
电路故障问题的分析方法1．故障特点(1)断路特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零．(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零．
2．故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断路．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，则该电路被短路．
3．电路故障检查时一般采用以下两种方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．(2)多用电表欧姆挡检测：应逐一使元件脱离原电路进行测量．
(2011·六安模拟)某同学按如图7－2－16电路进行实验，电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 (　　)A．R3短路　　　　B．RP短路C．R3断开　　　　D．R2短路
[解析]　由电路分析可知，若R3短路，则RP、R2被短路，这时，电压表V2示数为零，A错；若RP短路，电压表V2两端电压，即为R3两端电压，和电压表V1示数应相同，B对；若R3断开，电压表V2所测量的为R2两端电压，而电压表V1所测量的为R2和RP两端电压，故C错；若R2短路，电压表V2示数为零，V1测量R3与RP并联电压，故D错．