1、第二节 电动势 闭合电路的欧姆定律 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第二节 电动势 闭合电路的欧姆定律 基础知识梳理 基础知识梳理 一、电动势 定义式 E_ 方向 在电源内部由_指向_ 大小(1)等于外电路_时电源两端的电压(2)等于非静电力把1 C的正电荷从电源 内部的_移到_所做的功.W/q 负极正极 断开负极正极二、闭合电路的欧姆定律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_正比反比2公式：I_或 E_.(只适用于纯电阻电路)；常用表达式 EU 外U 内(适用于任何电路)IRIrERr三、路端电压与外电阻、电流的关系1路端电压与外电阻的关系(1)根据
2、UIR ERrRE1rR可知，当 R 增大时U_，R 减小时 U_(2)外电路断开时，R 为无限大，I_，路端电压 U_.(3)外电路短路时，R0，U_，IEr(短路电流)增大减小0E02路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是UEIr，用图象表示如图721所示此图象的物理意义是：图721(1)图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的_(2)图线斜率大小代表电源的_，路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在电动势内阻(3)图中 Im代表短路电流，Im_.Er课堂互动讲练 一、电源的相关功率和电源的效率1正确区分相关电功率的含义电功率意义公式电源功率指电源提供的全部电功率P总EI电源输
3、出功率指电源提供给外电路的功率P出UI电源内部消耗功率指电源内电阻消耗的功率P内I2r用电器的额定功率指用电器在正常工作条件(即额定电压)下的功率P额U额I额用电器的实际功率指用电器在实际电压下消耗的功率P实U实I实应用指导：元件的总功率元件的输出功率；元件的实际功率元件的额定功率2电源的输出功率P出I2RE2rR2RE2Rr2R4r(输出功率随外电阻变化的图线如图 722 所示)(1)当 Rr 时，P 出最大E24rE24R.(2)当 P 出P 出最大时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻 R1 和 R2，且 r R1R2.(请同学们自己证明这一结论)(3)Rr 时，P 出随 R 的增大而减
4、小图7223电源的效率I2RI2Rr RRr 11rR，随着 R 的增大而增大，R 变化规律如图 723 所示：可见，当 Rr 时，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%.图723特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，其效率50%，当R时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，其消耗的功率应根据PI2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同即时应用(即时突破，小试牛刀)1.(2011年盐城联合调研)在如图724甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示则
5、()图724A图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线B电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为3.6 WD滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W解析：选 AD.V1 是定值电阻 R1 两端电压，随电流的增大而增大，应是乙图线所反映的 UI 关系，图线甲就是电压表 V2 示数随电流变化的图线，A 正确；图线甲的斜率表示的是 R1 和电源内阻之和，电源内阻为 r 40.4 20.45，所以 B 错误；内外电阻相等时，输出功率最大，PmU24r6220 W1.8W；可将 R1 和电源内阻之和等效为电源的“内阻”，当滑动变阻器的电阻等于该“内阻”时，滑动变阻器的功率最大，PmU24r 62410
6、W0.9 W.二、闭合电路的动态分析1程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的通断)，引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析此类问题的基本步骤是：(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化；(2)由 I ERr判断总电流的变化；(3)据 UEIr 判断路端电压的变化；(4)由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化2极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论3特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论特别提醒：(1)电路的动态分析问题是指由于电路中某一电阻的变化造成电路中其他物理量变化，只要熟练掌握串并联电路
7、的特点及欧姆定律即可顺利解决问题(2)该类问题在近几年高考题中经常出现，且常以选择题考查为主即时应用(即时突破，小试牛刀)2.(2009年高考广东理科基础卷)如图725所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大解析：选A.由a到b，R1值减小，因此总电阻变小，D错，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以A正确，再结合欧姆定律知电流表的示数变小，B错，由P内I2r知电源内阻消耗的功率变大，C错图725三、含容电路的分析和计算 电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电
8、路有充电、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不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体做法是：1确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压2当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压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；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电电量的多少可根据QCU计
9、算特别提醒：求解含有电容器的电路问题，首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量即时应用(即时突破，小试牛刀)3.如图726中电源电动势E10 V，内阻可忽略，R14，R26，C30 F，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流(2)S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过R1的总电荷量图726解析：(1)电路稳定时，R1、R2 串联，易求 IER1R21 A，即为流过 R1 的电流(2)S 闭合时，电容器两端电压 UCU2IR26 V，储存的电荷量 QCUC.S 断开至达到稳定后电路中电流为零，此时 UCE，储存的电荷量 QCUC
10、.很显然电容器上的电荷量增加了 QQQCUCCUC1.2104 C电容器上的电荷量的增加是在 S 断开以后才产生的，这只有通过 R1 这条途径实现，所以流过 R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量答案：(1)1 A(2)1.2104C四、电路故障问题的分析方法1故障特点(1)断路的特点：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
11、压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，则该电路被短路即时应用(即时突破，小试牛刀)4.(2011年宝鸡二检)在如图727所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是()A电阻R1短路B电阻R2断路C电阻R2短路D电容器C断路图727解析：选AB.若R1短路，则R总变小，I总变大，通过灯泡L的电流变大，灯泡变亮，A正确；若R2断路，R总变大，I总变小，U内I总r变小，U外变大，U1I总R1变小，因ULU外U1，所以UL变大，灯泡变亮，故B正确；若R2短路，电流不经过灯泡，灯泡不亮，C错误；若电容器断路，总电阻不影响
12、，故灯泡亮度不变，D错误经典题型探究 电路的动态分析(2011年浙江台州模拟)如图728所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是()例1图728A电流表读数变小，电压表读数变大B小灯泡L变暗C电容器C上的电荷量减小D电源的总功率变大【答案】AB【解析】滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移，电路总电阻变大，则由 IER外r，可知干路电流变小，即电流表读数变小，由路端电压 UEIr，可知电压表读数变大，A 正确；由于干路电流变小，所以灯变暗，B 正确；变阻器两端电压变大，电容器两端电压变大，电荷量增加，C 错误；而电源总功率 PIE，I 减小，所以 P 减小，即 D 错误【
13、方法技巧】电路的动态分析应该先局部后整体，整体后再局部先局部是看由于局部的电阻变化而引起的总电阻的变化，然后看整体的干路电流和路端电压的变化情况，结合它们的变化情况再分析需要求解的物理量的变化变式训练(2009年高考广东卷)如图729所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是()图729A电源输出功率减小 BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大解析：选 C.电源不计内阻，故电源两端的电压不变，再合上 S2，实际上就是将电阻 R2 并联入电路中，引起总电阻减小，干路总电流必然增大，由
14、 PUI 知，电源的输出功率应增大，A 错；R1 处于干路中，C 对；由于R1 两端的电压 U1IR1，I 增大，故 U1 增大，则 L1 两端的电压减小，由 PU2R 知 L1 的功率减小，B 错；L3和 R3 两端的电压减小，通过 R3 的电流必减小，D 错(满分样板 17分)(2011年宁波模拟)在如图7210所示的电路中，R12，R2R34，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关S接b时，电压表示数为4.5 V，试求：闭合电路欧姆定律的应用 例2图7210(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；(3)当开关S接c时，通过
15、R2的电流【思路点拨】当开关接不同触点a、b、c时，电阻R1、R2、R3的连接方式发生了变化，搞清它们之间的连接方式是解题的前提和关键(1)当 S 接 a 时，R1 被短路，外电阻为 R2，根据电功率公式可得通过电源的电流 I1PR21 A(2 分)电源两端的电压 U1 PR24 V(2 分)解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(2)当 S 接 a 时，有 EU1I1r4r(2 分)当 S 接 b 时，R1 和 R2 串联，R 外R1R26(1分)通过电源的电流 I2U2R1R20.75 A(1 分)这时有：EU2I2r4.50.75 r(2 分)解式得：E6 V r2.(2 分)(3)当 S 接 c 时，R 总R1rR236(1 分)总电流 I3E/R 总1 A(2 分)通过 R2 的电流 I12I30.5 A(2 分)【答案】(1)1 A 4 V(2)6 V 2 (3)0.5 A【易误警示】(1)不能正确判断本题电路中因开关S 的触点位置变化导致电阻连接方式的变化是失误的主要原因(2)不能灵活应用一些基本公式，如 PI2R、PU2R、EUIr 等造成计算繁琐知能优化演练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用
