高二物理电路 PPT

电路的动态分析
I2
R
L2
I1
L1
U1
S
E，r
U
L3
I
U2
EU外U内
EIRIr I E
Rr UEIr
并同串反
18
电路的故障分析
有读数说 明什么？
V
R
a
b
K
d
E，r
电压表有读数
L
说明红线部分
通路
c
19
含有电容器的电路分析
UE1 C1
L1
L2
K
C2 UE2
E, r
20
电表的表头
0
N
线圈电阻
Ig Rg
=
U RV
,
当 U 0时 ， IV 0,
即最后两条线交于横轴一点。
I测 I真
I短 I/A
E测<E真 r测<r真
16
I2
I
I1 R2
U R1
E，r
R3 RVV
已知E=3V，r=1Ω， R1=12kΩ，R2=3kΩ，
R3=9kΩ a:求理想电压表读数 b:求内阻为18kΩ的 电压表的读数
17
（3）如果电动机工作时转子被卡住了，求其消耗的功率 和发热功率。
输入给电动机 的电功率P=UI
电动机线圈损耗的
发热功率 P1 I 2 R
电动机对外输出的 机械功率P2
32
巩固练习：一台“ 220V 66W ”的电风扇，线圈的电阻是 20Ω。求： （1）加上220V的电压，求电风扇消耗的功率、转化为机械 能的功率和发热功率。 （2）如果接上220V的电源后，扇叶被卡住，不能转动，求 电风扇消耗的功率和发热功率。
33
电机转子转 动的机械功 率（电机输 出功率）P出
T v
重物m
mg
电源输入I给电机 的功率P=UI
U
电机内部R电阻R的 发热功率P热 = I²R
电源
由P=Fv可知，匀速时，拉力T 做功的功率为Tv，即mgv，而 拉力是由电机转子转动提供的， 所以拉力的功率就是电机的输 出功率，即P出=mgv
34
一段电路（可以是非纯电阻电路）的发热功率为：
发热量为：
P热 = I 2 R
Q=I 2Rt
27
发电机的内阻r=0.1Ω，每根连接导线的电阻r1=0.1Ω，负载电阻
R=22Ω，电流I=10A，求： （1）负载两端的电压UR；
I
r1
（2）外电路上的电压U端； （3）发电机的电动势；
ε U端
UR
（4）整个外电路上消耗的功率P外；
I短
=
E r
6
（X2, y2）
40
1
2
3 I/A
0
12
U/V
E
10 8 6
0
1
I短是不是3A？
I短
=
E r
2
3 I/A
13
I
U/V
6
U
4
E，r
某小灯泡的伏安特性曲线
2
某电源的U-I图像
0
1
2
3 I/A
两个图像的交点有何物理意义？
用该电源给该小灯泡供电，求小灯泡的功率？ 14
误差分析（内接法）
U测
I U
R
T v
重物m
mg
电源
已知U=220V，R=20Ω，I=2A，m=0.5kg， a:求电源输出功率 （电机的输入功率） b:求电机输出功率 （电机的机械功率） c:求重物匀速上升的速度
35
两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为60W和
30W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗
UIt I2Rt
对于非纯电阻电路，消耗的电能小部分转化为内能，大部分转化
为其他形式的能量（如机械能），用电器的发热功率小于其电功
率，电功大于电热。
30
纯电阻电路 电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
非纯电阻电路
5
A
A
R1
R1
R
B
B
R1=12Ω，其余电阻未知，测得A、B之间 总电阻为4Ω。若将R1换成6Ω的电阻，则A、
B之间总电阻变为（ 3 ）Ω
6
Rx I真 V Iv
I测
A
R真
U真 I真
R测=UI测 测
外接法的测量值总是偏小
U真
Rx
UA
A
V
U测
R真
U真 I真
R测=UI测 测
内接法的测量值总是偏大
R x 与 R VR A 比 较 大 小 ， 大 内 小 外
（5）负载上消耗的功率；
r1
（6）导线上消耗的功率；
（7）发电机内部消耗的功率；
（8）发电机的功率.
28
纯电阻电路
U R
电能
I= U R
I
内能
W
Q
UIt I2Rt
对于纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内
能，电阻的发热功率就是其电功率。
29
非纯电阻电路
U
I< U R
M
I
电能
内能+其他能量
W
W-Q
Q
7
Rx
A
R
V
用限流法时要求滑 动变阻器的最大阻 值与待测电阻的阻 值相近，为什么？
当滑片P滑到最右端时，滑动变阻器有效电阻最大，则Rx两端电
压为
U Rx
R
R
（最小值）
x
当滑片P滑到最左端时，滑动变阻器有效电阻为0，则Rx两端电 压为U（最大值）
8
Rx
A
V
P
a
b
R
分压法
Rx
Rap
Rpb
当滑片P滑到最左端时，Rap=0，则Rx两端电压为0
R1
R2
当R2为多少欧的时候， R1的功率最大？
E，r
当R2为多少欧的时候， R2的功率最大？
40
指某段电路在 某段时间内消 耗的全部电能!
指转化为内能 的那部分电能!
电功：W= UIt
电热：Q=I2Rt
电功率：P=UI
热功率：P热=I2R
31
例题：一台电动机的额定电压是220V，线圈的电阻是0.20Ω， 正常工作是通过的电流是20A。求：
（1）每秒内电流所做的功。
（2）电动机线圈电阻上每秒内产生的热量。
2
R
AB
R
R
R总=2R
C
?
A 2R B
D
CD
？ ？
R总=2R 3
整个圆环的 电阻为R
A
B
C
½R
A
B
½R
5/8R
A
C
3/8R
4
A
R1
R3
C
UV
R
UV
B
R2
R4
D
R1=R2=20Ω，R3=R4=200Ω，
在AB端加上电压U=100V，在CD端用电压表测出
电压UCD=60V，则R=( 60 )Ω. 如果在CD端加上U=100V的电压，则UAB=(13 )V
S
G
Ig
Ig
21
电流表的改装
I
Ig
G
I -Ig
R
A I
电流表的改装：并联小电阻分流
22
电压表的改装
Ug
UR
Ig
G
R
U
电压表的改装：串联大电阻分压
V
23
欧姆表的改装
Ω
G
R
R0
黑表笔
Rx
E, r 红表笔
此图电路需 要改进吗？
24
欧姆表的表盘刻度
偏转角α
25
R
I
U外
U内
r
S
E
（1）电源消耗的总功率： P总 = I E
P W UI t
电能哪去了？
一度电是多少焦耳？
（2）电源的输出功率： P出 =IU外
（3）电源的内耗功率： P耗=IU内I2r
（4）电源的效率：
P出 100%
P总
26
对于纯电阻电路，由欧姆定律可得：
P=IU I2RU2 R
电阻发热实质是金属中自由电子在电源提供的电场的作用下作定 向移动，与金属原子核碰撞的结果。
当滑片P滑到最右端时，Rap=R，则Rx两端电压为U（最大值）
9
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
10
路端电压 干路电流
R
R0
A
1
U1
I1
V
2
U2
I2
3
U3
I3
U/V
E，r
4
U4
I4
E
UEIr
U2
0 I2
K=-r
I短 I/A
I短
=
E r
11
U/V
E
10
8 （X1, y1）
I短是不是3A？ K=-r
R2 Leabharlann Baidu2
无论电路的连接方式如 何，总功率都等于各用 电器功率之和。
38
输出功率P出与外电路总 电阻R 的关系图像：
R
P
Pmax
r
S
E
0
R=r
R
纯电阻电路中，当外电路总电阻R等于电源内阻r时，有 最大输出功率：
Pm ax
E2 4r
39
E=3v，r=2Ω，R1=1Ω，R2最 大阻值10Ω
当R2为多少欧的时候， 电源输出功率最大？
U/V
E真
R
E测
V
U真
A UA
U测
0
E，r
由于电流表分压U ， A
U测 U真，而UA =ＩＲＡ,
当Ｉ 0时，ＵＡ 0, 即图像最左端交于纵轴一点。
I
I短 I/A
E测=E真 r测>r真
15
误差分析（外接法） U/V
I测
E真
R
E测 A
IV V
U
E，r
I真
0
由 于 电 压 表 分 流 IV，
I测
I真， 而 IV
的电功率最小，如图所示电路中最合理的是图(
).
要使灯泡正常发光，则灯泡两端电压只能是110V，要使整段电 路总功率最小，在电路两端电压220V恒定的情况下，只需电路 中电流最小即可，即要求电路的总电阻最大。由题意可知RA<RB
B
I
A
220V
36
A B
B A
A B
综上选3C7
P1
P2
R1
R2
P1 R1
电路
1
串联电路特点
U1
U2
R1
R2
U
串联电路总电阻比其中任何一个电阻都要大，电流相同，电压按 照电阻大小分配。
并联电路特点 I1 R1
I
I2 R2
此图中，并联电路总电阻比其中任何一个电阻都要小，电压相同， 电流按照电阻大小成反比分配。
不管是串联还是并联或者混联电路，只要有一个电阻变小，整个
电路总电阻就变小，反之亦然。