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1、3 3 閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律1.電路的動(dòng)態(tài)分析 如圖7-3-7所示電路中，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下端移動(dòng)時(shí)( )A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 圖圖7-3-7 當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，電路的阻值變大，電路的總電阻變大，則總電流I變小，由U=E-Ir知：路端電壓變大，所以電壓表讀數(shù)變大，再由總電流變小，知電阻R2分壓U2減小，而外電路總電壓U變大，則R1所分電壓變大，流過(guò)R1的電流變大，再結(jié)合總電流變小，則電流表的讀數(shù)變小. 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用閉合電路歐姆定律定性分析應(yīng)用閉合電

2、路歐姆定律定性分析電路中各部分電流、電壓的變化情況，應(yīng)按電路中各部分電流、電壓的變化情況，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：以下步驟進(jìn)行：(1)電路中不論是串聯(lián)還是并電路中不論是串聯(lián)還是并聯(lián)部分，只要有一個(gè)電阻的阻值變大，整個(gè)聯(lián)部分，只要有一個(gè)電阻的阻值變大，整個(gè)電路的總電阻也變大只要有一個(gè)電阻的阻電路的總電阻也變大只要有一個(gè)電阻的阻值變小，整個(gè)電路的總電阻都變小值變小，整個(gè)電路的總電阻都變小(2)根據(jù)根據(jù)總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律可判定總電阻的變化，由閉合電路歐姆定律可判定總電流、電壓的變化總電流、電壓的變化 (3)判定固定支路電流、電壓的變化判定固定支路電流、電壓的變化 (4)判定變化部分的電流、電

3、壓變化如變化判定變化部分的電流、電壓變化如變化部分是并聯(lián)回路，那么仍應(yīng)先判定固定電阻部分部分是并聯(lián)回路，那么仍應(yīng)先判定固定電阻部分的電流、電壓的變化，最后變化電阻部分的電流、的電流、電壓的變化，最后變化電阻部分的電流、電壓就能確定了上述的分析方法可稱(chēng)之為因果電壓就能確定了上述的分析方法可稱(chēng)之為因果遞推法，其要點(diǎn)是從變量開(kāi)始，由原因?qū)С鼋Y(jié)果，遞推法，其要點(diǎn)是從變量開(kāi)始，由原因?qū)С鼋Y(jié)果，逐層遞推，最后得出題目的解此法的優(yōu)點(diǎn)是順逐層遞推，最后得出題目的解此法的優(yōu)點(diǎn)是順藤摸瓜，思路明確，容易掌握藤摸瓜，思路明確，容易掌握 在如圖7-3-8所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)

4、理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用I、U1、U2和U3表示.下列比值正確的是( )A.U1/I不變，U1/I不變B.U2/I變大，U2/I變大C.U2/I變大，U2/I不變D.U3/I變大，U3/I不變圖圖7-3-8 由于R1不變，故U1/I不變，U1/I不變.同理， 由于R2變大，所以 變大.但是 所以 不變.而 所以 變大.由于 所以 不變. 故選項(xiàng)A、C、D正確.111IUURI，22URI，2UI211(),UI RrRrII2UI231,URRI3UI3,UIrrII3UI2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 如圖7-3-9所示的甲

5、、乙兩個(gè)電路中電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r已知，定值電阻R已知，求電阻R調(diào)至多大時(shí)，R上獲得的電功率最大，其最大值為多少？圖圖7-3-9 對(duì)甲圖：電源等效為E=E，r=r+R0， 對(duì)乙圖：電源等效為 如圖所示. 在甲圖中，當(dāng)R=r=r+R0時(shí)，R上獲得的電功率最大，其最大功率為 在乙圖中，當(dāng) 時(shí)，R上獲得的功率最大，最大功率為0000,RrREE rrRrR ，22m0.44EEPrrR00rRRrrR 220m0.44ER EPrr rR 如圖7-3-10所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d40cm.電源電動(dòng)勢(shì)E24V，內(nèi)電阻r1，電阻R15.閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正

6、電的小球從B板小孔以初速度v04m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q110-2C，質(zhì)量為m210-2kg，不考慮空氣阻力.那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板?此時(shí)，電源的輸出功率是多大?(取g=10m/s2)圖圖7-3-10 (1)小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到A板時(shí)速度為零.設(shè)兩板間電壓為UAB由動(dòng)能定理得 所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑=UAB=8V 20102ABmgdqUmv設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器電流為I,由歐姆定律 滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻 (2)電源的輸出功率P出=I2(R+R滑)=23W 1A EUIRr滑8URI 滑滑 3.電路的分析和計(jì)算 (2010

7、(2010安徽安徽) )太陽(yáng)能是一種清潔、太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色綠色”能源在我國(guó)上海舉辦的能源在我國(guó)上海舉辦的2010年世博會(huì)上，大量年世博會(huì)上，大量利用了太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可利用了太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安一個(gè)電學(xué)器件某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的的I-U特性所用的器材特性所用的器材包括：太陽(yáng)能電池，電源包括：太陽(yáng)能電池

8、，電源E，電流表，電流表A，電壓表，電壓表V，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干及導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)為了達(dá)到上述目的，請(qǐng)將圖為了達(dá)到上述目的，請(qǐng)將圖7311甲連成一甲連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖 (2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖的了如圖的I-U圖象由圖圖象由圖7311乙可知，當(dāng)電壓小乙可知，當(dāng)電壓小于于2.00V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻_(填填“很很大大”或或“很小很小”)；當(dāng)電壓為；當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽(yáng)能電池時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻約為的電阻約為_(kāi).圖圖7-3-11 33 123 1.0 10

9、(965 1040 122.002.801.0 10.)VUUIRRIUVUIRIR根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，電路連接如圖；在電壓小于時(shí)，由圖可讀出電流很小，由得，太陽(yáng)能電池的電阻很大；當(dāng)電壓為時(shí)，根據(jù)題圖答案： 如讀出 、圖所示； 很大；，由得： 在圖7-3-12甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1=100，R2的阻值未知，R3是一滑動(dòng)變阻器，當(dāng)其滑鍵從最左端滑至最右端的過(guò)程中，測(cè)得電源的端電壓隨電流I的變化圖線(xiàn)如圖7-3-12乙.其中圖線(xiàn)上的A、B兩點(diǎn)是滑鍵在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的.求：圖圖7-3-12(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(2)定

10、值電阻定值電阻R2的阻值；的阻值；(3)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R3的最大值的最大值. (1)由閉合電路歐姆定律得：E=U+Ir將圖象中A、B兩點(diǎn)的電壓和電流代入得：E=16+0.2r，E=4+0.8r解得E=20V，r=20.(2)當(dāng)R3的滑鍵滑到最右端時(shí)，R3、R1均被短路，此時(shí)外電路電阻等于R2，且對(duì)應(yīng)于圖線(xiàn)上B點(diǎn)，故由B點(diǎn)的U、I值可求出R2的阻值為：2450.8BBURI (3)滑動(dòng)變阻器的滑鍵置于最左端時(shí)，R3阻值最大.設(shè)此時(shí)外電路總電阻為R，由圖象中A點(diǎn)坐標(biāo)求出：又 代入數(shù)值解得滑動(dòng)變阻器的最大阻值R3=300.16=800.2AAURI13213R RRRRR， 4.常見(jiàn)的電路故障

11、問(wèn)題 根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障 如圖7-3-13所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是( )圖圖7-3-13A.R1斷路斷路 B.R2斷路斷路C.R3短路短路 D.R4短路短路 當(dāng)R1斷路時(shí)，總電阻增大，所以通過(guò)電源的總電流減小，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，而路端電壓增大，所以L(fǎng)1兩端電壓增大，燈L1變亮，所以A選項(xiàng)正確.當(dāng)R2斷路時(shí)，總電阻增大，所以通過(guò)電源的總電流減小，燈L1變暗，而路端電壓增大，所以L(fǎng)2兩端電壓增大，燈L2變亮，所以B選項(xiàng)不正確.當(dāng)R3短路時(shí)，總電阻減小，所以通過(guò)電源

12、的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L(fǎng)2兩端電壓減小，燈L2變暗，因?yàn)榭傠娏髟黾?，而通過(guò)L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以C選項(xiàng)不正確.當(dāng)R4短路時(shí)，總電阻減小，所以通過(guò)電源的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L(fǎng)2兩端電壓減小，燈L2變暗，因?yàn)榭傠娏髟黾?，而通過(guò)L2的電流減小，電流表的讀數(shù)變大，所以D選項(xiàng)不正確.【答案】 A (2010(2010野寨、岳西中學(xué)聯(lián)考野寨、岳西中學(xué)聯(lián)考) )如圖如圖7314所示的電路中，閉合電鍵，燈所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正正常發(fā)光由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈常發(fā)光由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，變亮，燈燈L2變暗，電流表

13、的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是的故障可能是( ) AR1斷路斷路 BR2斷路斷路 CR3短路短路 DR4短路短路圖圖7-3-14 解析：解析：把原電路改畫(huà)為如圖所示的電路，才把原電路改畫(huà)為如圖所示的電路，才便于分析由于電流表示數(shù)減小、燈便于分析由于電流表示數(shù)減小、燈L2變暗，可變暗，可推知電路中的總電流減小，路端電壓增大，表明推知電路中的總電流減小，路端電壓增大，表明外電阻增大，可排除外電阻增大，可排除R3、R4短路的可能又燈短路的可能又燈L1變亮、燈變亮、燈L2變暗，表明燈變暗，表明燈L1兩端電壓增大、燈兩端電壓增大、燈L2兩端電壓減小，由歐姆定

14、律可判斷：只能是兩端電壓減小，由歐姆定律可判斷：只能是R1發(fā)發(fā)生斷路生斷路 易錯(cuò)題：易錯(cuò)題：如圖如圖7315所示，已知電源電所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)E=20V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r=1，當(dāng)接入固定電阻，當(dāng)接入固定電阻R=4時(shí)，電路中標(biāo)有時(shí)，電路中標(biāo)有“3V,4.5W”的燈泡的燈泡L和和內(nèi)阻內(nèi)阻r=0.5的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，求：求：(1)電路中的電流強(qiáng)度電路中的電流強(qiáng)度(2)電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓(3)電源的總功率電源的總功率圖圖7-3-15223224.5202.724 1 0.52.7 0.51.352.7 2054LURPEEIRRrRrA

15、AUIrVVPIEWW 由燈泡的額定電壓和額定功率可求得燈泡的電阻串聯(lián)電路中的電【錯(cuò)解流強(qiáng)度電動(dòng)機(jī)額定工作電壓電源總功率】 錯(cuò)解分析錯(cuò)解分析：此電路是非純電阻電路，閉合電路歐：此電路是非純電阻電路，閉合電路歐姆定律姆定律E=IR總總不適用不適用 正解正解：（：（1）串聯(lián)電路中燈串聯(lián)電路中燈L正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，所以電路中電流強(qiáng)度為燈常工作，所以電路中電流強(qiáng)度為燈L的額定電流的額定電流 電路中電流強(qiáng)度電路中電流強(qiáng)度I=1.5A. (2)電路中的電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路根據(jù)能量守電路中的電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路根據(jù)能量守恒，電路中恒，電路中 E=UR+UL+Ur+UM UM=E-UR-UL-Ur=E-I(R+RL+r) = 20V- 1.5 (2+4+1)V= 9.5V (3)電源總功率電源總功率P總總=IE=1.520W=30W. 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：要從能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度來(lái)認(rèn)識(shí)要從能量轉(zhuǎn)化與守恒的高度來(lái)認(rèn)識(shí)電路的作用一個(gè)閉合電路中，電源將非靜電電路的作用一個(gè)閉合電路中，電源將非靜電能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)外電路又將電能轉(zhuǎn)化為其他能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)外電路又將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能形式的能E=U內(nèi)內(nèi)+U外外則是反映了這個(gè)過(guò)程中則是反映了這個(gè)過(guò)程中的能量守恒的關(guān)系的能量守恒的關(guān)系