闭合电路欧姆定律的应用ppt课件

R3
V A
例2、如图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
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例3、在如图所示的电路中，滑动变阻器总阻值和另
外两个电阻阻值均为R，电源电动势为E，内电阻为
R/4，分析滑动变阻器滑片从下向上移动过程中，电
压表和电流表示数如何变化？求出最大电压和最小电
流表 。
解： R总
(R
x)(R+R-x) 3R
当x=R/2时，总电阻最 大 所以，R外先↑后↓
V 先↑后↓ A 先↓后 ↑
Imin=E/R Umax =3E/4
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主题2、闭合电路的分析与计算
例1、在图示的电路中，电源是用4节电池连成的串联 电池组，每节电池的电动势为1.5V,内阻为1Ω， R1=8Ω，R2=8Ω,R3=4Ω.R1、R2、R3上的电流是多少？
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主题3、讨论电源的输出功率（纯电阻电路）
P I2R ( E )2 R
Rr
P
E2 (R r)2
4r
R
P
E2/4r
P
o
R1 r R2
P
R2
E2R 2Rr
r2
Rr
Pm E2 4r
P
(
E R1
r
)2
R1
(
E R2
r
)2
R2
r2 =R1R 2
R 讨论输出功率随外电阻 的变化，一定要确定外 电阻与内电阻的关系。
讨论当滑动变阻器滑片从左向右移动过程中，电 源的输出功率如何变化？ 若r=3Ω呢?
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U
（U，I）
电源内部消耗功率 电源的输出功率
I
o R外=r时，U=E/2.电源的输出功率最大。 但电源的效率为50%。
U
E U
I
思考 ：可不可以从图 像面积变化中 讨论输 出功率 、总功率 、电 源内部消耗功率 、电 I 源效率 之间的关系 ？
5、纯电阻电路
E IR Ir R 1
EI I 2R I 2r
R r 1 r R
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主题1、直流电路的动态分析
例1、分析滑动触头向上滑动时， 各电表的示数变化？
★程序法（逻辑推理法）：
R3 R U1 I1R1
I E R r
U U1U2
U E Ir V
I
2
U 2
R2
I I2 I3
I E 10 1A Rr 460
UC1 IR2 6V
Q1 CUC1 30106 6 1.8104C
开关打开后 UC2 E 10V Q2 CUC2 3104C
VQ Q2 Q1 1.2 104 C
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例2、如图所示，电源有不可忽略的 内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻， 分析当R1或者R2变化时，电容器C1、 C2所带电荷量的变化。
P总=EI灯
P内=I灯2r=1W P出=7W
=8W
η=7/8=87.5%
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电路计算的一般方法： 1、分析电路，画出等效电路。（基础） 2、计算等效电阻。（关键） 3、计算总电流、路端电压。（主线） 4、结合部分电路欧姆定律、串联、并联规律分步 计算。（分压、分流灵活运用） 5、部分→全部→部分，外→内→外，分压→分流， R→I→U.
A
由部分→整体→部分。从变化电阻的变化→总电阻的变化，
由闭合电路欧姆定律→总电流、路端电压的变化，
部分电路欧姆定律→固定支路上电压、电流的变化，再→变
化支路上电压、电流的变化，结合分压、分流关系综合判断。 3
★直观法：“串反并同”法
电流表与R3串联，则电流表 的示数变化与阻值变化相反。 电压表与R3并联，则电压表 的示数变化与阻值变化相同。
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例1、如图所示电路，已知电源电动势E=3v，内电阻
r=1Ω，R1=2Ω，滑动变阻器的阻值可连续调节，求:
当R多大时，R消耗的功率最大？当R多大时，R1 消
耗的功率最大？
R1
解：当R=R1+r=3Ω 时，R消耗功率最大
内外电 路转化
R
当R=0时，通过R1的电流最大，R1消耗的功率最大
要注意区分求可变电阻的最大功率和定值电阻的 最大功率。只有定值电阻才可以归入内电路，当 作内电阻，直接用最大输出功率的条件讨论。
解：P内=16－12=4W=I2r
L
R1
电源总电流: I=2A电动势E=P总/I=8V R2
U内=Ir=2V，U外=E－U内=6V
Er
通过R2的电流I2=U外
通/R过2=R11A的电流I1=I －I2=1A，电压U1=I1R1=2V
RL=（U外－U1）/I1=4Ω
K断开，U灯=4v , RL=R1+r R1=3Ω I灯=1A
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主题4：含有电容电路的分析
例1、如图所示，电路中E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝ 30 μF.电池内阻可忽略． (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，求这以后通过R1的总电量
分析要点：电容器处于稳定状态时，电容 器相当于断路，与之串联的电阻不降压； 电容器两极的电压等于与之并联电路两端 的电压．
s闭合时 R1和R2并联
E U1 I1r 1.6 0.4r
s断开时 只有R1接入电路
外电阻变大，路端电压变大，总电流变小
E U1 VU I2 VI r 1.7 0.3r
E 2V
r 1
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例3、如图所示电路，变阻器R1的最大值为4Ω，此时它的有效值 为2Ω，定值电阻R2=6Ω，电源内阻r=1Ω， 当开关S闭合时，电 源消耗的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光， 求①电灯电阻，②当开关断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑 片应移至什么位置？ 并求出此时电源的输出功率及电源的效率？
新课标高中物理选修3－1
7 《恒定电流》 闭合电路的欧姆定律应用
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闭合电路欧姆定律及能量守恒
E U外 U内 EI U外I U内I
1．电源提供的功率（电源功率） P总 EI
2．电源的输出功率（外电路得到的功率）
3．电源内阻上的热功率
P外 U外I
P内 U内I I 2 r
4、供电效率 =P出/P总＝U外/E
定电源 E=6.0V，r=4Ω
定等效电阻 定电流 I
R外=2Ω
E6
R1
1A
R2
R3
Rr 24
定电压 U E Ir 6 4 2V
研究部 分电路
U1 I1 R1 4 A
I2
U R2
ห้องสมุดไป่ตู้1A 4
U1
I3
R3
A 2
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例2、如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流 表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开 时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动 势及内阻．