直流电路复习ppt课件（家教用）.ppt

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1、直流电路复习,电流的产生条件：内因自由移动的电荷，外因有电场有电势差 正电荷定向移动的方向是电流方向内电路：由负极流向正极；外电路：由正极流向负极电流强度大小： 定义式：I=q/t 决定式(欧姆定律）：I=U/R 微观表达式；I=nesv 测量：用电流表测量,一、恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流,一、 电流 电阻 电阻定律及欧姆定律,电流的方向规定：,如何理解三个电流强度的公式(1)定义式： ，式中I表示电流，q为t s内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)该式求出的是电流的平均值(2)决定式： ，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正 比，跟导体的电阻成反

2、比(3)微观表达式：IneSv，式中I为瞬时电流，n为金属导线单位体积内的自由电子数，e为电子的电荷量，S为导线的横截面积，v为电子定向移动的速率(既不是热运动速率，也不是传导速率)电子热运动的平均速率为105 m/s，电子定向移动速率为104 m/s，电场传播 速率为3108 m/s.,电流的微观表达式,推导：,一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。,思考题,电子的定向运动速率就是电流的传导速率吗？和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,电子定向移动的速率约10 -5 m/s，电子热运

3、动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率310 8 m/s.,三种速度的区别,（1）电流传导速率等于光速（310 8 m/s.)电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）,（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-3-10-5m的数量级。（一个电子通过一条1m长的导线需要3个 多小时）。,（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为10 5 m/s 。,例2有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在t时间里，通过导线横截面

4、的自由电子数目可表示为()AnvSt BnvtC D解析 此题考查对电流公式I 及电流的微观表达式InqvS的理解在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为vtS.又由于单位体积的导线有n个自由电子，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSt，选项A正确由于流经导线的电流为I，则在t时间内， 流经导线的电荷量为It；而电子的电荷量为q，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ，选项C也正确答案 AC,解析 电荷的定向移动形成电流，但正负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者的绝对

5、值之和由题意可知，电流由正负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电荷量应为：q1.6101921.01019 C1.6101912.01019 C6.4C.根据电流的定义式得：I A3.2 A. 答案 D点评 电解液导电与金属导体导电不同，金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正负离子，运用I计算时，q应是同一时间内正负两种离子通过某横截面的电荷量的绝对值之和,某电解池中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A0B0.8 AC1.6 AD3.2 A,例1、原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流

6、。假设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动,电子的电荷量为e，等效电流有多大？,I=q/t=e/T,T=2r/v,如果知道电子质量为m而不知道电子速率v，等效电流为多少？,1电阻 (1)定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的 (2)定义式：R ，单位： ，国际符号：. (3)物理意义：导体的电阻反映了 大小，R越大，阻碍作用越强,比值,欧姆,导体对电流的阻碍作用,2电阻定律 内容、公式：导体的电阻R跟它的 成正比，跟它的 成反比， 还跟导体的 有关R .,长度l,横截面积,材料,3电阻率 (1)物理意义 反映导体 的物理量，是导体材料本身的属性 (2)电阻率与温度的关系 金属的

7、电阻率随温度升高而 半导体的电阻率随温度升高而 超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然 成 为超导体,导电性能,增大,减小,绝对零度,减小为零,（3）特殊电阻；光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻、磁敏电阻,（4）电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。,R1R2 R1R2,注意:当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲 线不再是过原点的直线,4部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成 ，跟它的电阻R成 (2)公式：I . (3)适用条件：适用于 和电解液导电，适用于纯电阻电路,正比,反比,金属,(5)线性元件和非线性元件: 若U-I图线是一条过

8、原点的直线,这样的元件为线性元件; 若U-I图线是一条曲线,这样的元件为非线性元件;,例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：,I I I I,A B C D,解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。,(2)图线为过原点直线，则为线性元件图线斜率：甲UI中，kR；乙IU中，(3)图线为曲线，或非过原点直线则为非线性元件图线斜率 不再是电

9、阻或其倒数电阻应是：某点与原点连线的斜率表 示，即 .如丙、丁图,3导体的伏安特性曲线的理解 (1)UI，IU要分清，如图711甲、乙,2如图712甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 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712乙所示，当U10 V时，求电解液的电阻率是多少？,解析：由题图乙可求得电解液的电阻为： 由题图甲可知电解液长为：la1 m截面积为：Sbc0.02 m2结合电阻定律： ，得： .答案：40 m,2014浙江卷 小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图1是部分连接好的实物电路图

10、，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出,(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图2所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(选填“”或“”)表示的(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_.,“”,用“”数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R(1.11.3)，用“”数据点连直线，同理得R(1.51.7).,2014新课标卷 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 ，电压表V的内阻约为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)

11、所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数,若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,Rx1,大于,小于,二、电功、电功率、电热,1.电功 (1)定义：电路中 移动电荷做的功 (2)公式：WqU (适用于任何电路) (3)实质： 转化成其他形式能的过程,电场力,电能,IUt,快慢,IU,焦耳,I2R,I2Rt,电功与电热的关系1电功是电能转化为其他形式能量的量度电热是电能转化为内

12、能的 量度计算电功时用公式WIUt，计算电热时用公式QI2Rt.2从能量转化的角度看，电功与电热间的数量关系是：WQ，即 UItI2Rt.具体地说： (1)纯电阻电路 计算电功、电热可选用下列公式中任一形式：WQPtUItI2Rt t.,(2)非纯电阻电路在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)中消耗的电能除转化成内能外，还转化成机械能(如电动机)和化学能(如电解槽)即：电动机：WE机Q(UItE机I2Rt)电解槽：WE化Q(UItE化I2Rt)此时：WQ(UItI2Rt),在非纯电阻电路中， 既不能表示电功，也不能表示电热,特别提醒,电路中的能量和功率关系,纯电阻电路中,在非纯电阻电路中（以电

13、动机为例）,当E机0时（即电动机转子不转），电能全部转化为内能，此时可把电动机视为纯电阻,W = Q= UIt =U2t/R =I2Rt,电动机的工作效率,电能全部转化为内能,P电= P热=,W Q,P电P热,2其他,纯电阻电路:,非纯电阻电路:,电能 内能,电能 内能+其它形式的能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,电功 = 电热,：W=Q,= UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R,M,W,W - Q,Q,UIt, I2Rt,IU/R,电功：W= UIt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=UI,热功率：P热=I2R,指转化为内能的

14、那部分电能!,说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,例2加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2,非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R,例2. 某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？,解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得， 这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P=U2I2=36W，内部

15、消耗的热功率P热=I2R=5W 所以机械功率P=31W,【例1】 如图716所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12 V，电解槽内阻rA2 ，当S1闭合，S2、S3断开时，A示数6A；当S2闭合，S1、S3断开时，A示数5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，A示数为4 A求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？,解析：(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律：其发热功率为：PRUI1126 W72 W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得： 所以： (3)电解槽工作时，由

16、能量守恒定律得： 所以P化(124422) W16 W.答案：(1)2 72 W(2)1 (3)16 W,电阻R和电动机M串联接到电路中，如图718所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2.则有()A.U1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,【错因分析】,错解1不清楚在非纯电阻电路中公式UIR不再成立，错选B项错解2由WIUt判断出W1W2，考虑到电动机有机械能输出，由能 量守恒判断得

17、Q1Q2，误认为C正确错解3正确判断出U1U2后，由WIUt得W1W2，由QIUt得Q1Q2，错选D项,【正确解答 】,解析：电动机是非纯电阻，其两端电压U2IRU1，B错；电流做的 功W1IU1t，W2IU2t，因此W1W2，C错；产生的热量由QI2Rt可判断Q1Q2，A对D错答案：A,【反思总结】,在纯电阻电路中，有WIUt，QI2Rt，同时由于欧姆定律 ，有WQIUtI2Rt t；在非纯电阻电路中，WIUt，QI2Rt，但由于欧姆定律 不成立，故WQ，W t，电热Q t.综上所述，WIUt，QI2Rt在任何电路中都成立，因此计算时一定要先判断电路性质，看是否为纯电阻电路，然后选用合适的规

18、律进行判断或计算能量转化与守恒定律是自然界中普遍适用的规律，我们在分析非纯电阻电路时还要注意从能量转化与守恒方面看电路各个部分的作用.,三、电路连接的基本形式,一、串联电路的基本规律,(1)电流关系：I 总=I1=I2=I3=In,(2)电压关系：U总=U1+U2+U3+Un,(3)电阻关系：R总=R1+R2+R3+Rn,电压分配：Un与Rn成正比,(4)功率关系：P总=P1+P2+P3+Pn,功率分配：Pn与Rn成正比,二、并联电路的基本规律,(2)电流关系： I总=I1+I2+I3+In,(1)电压关系：U 总=U1=U2=U3=Un,电流分配：In与Rn成反比 I1R1=I2R2=I3R

19、3=InRn,(4)功率关系：P总=P1+P2+P3+Pn,功率分配：Pn与Rn成反比 P1R1=P2R2=P3R3=PnRn,几个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电 阻变大或变小时，串联的总电阻变大或变小 (2)并联电路的总电阻小于总路中任意一个电阻，任意一个电阻变大 或变小时，总电阻会变大或变小,【例】将三只“110V 40W”，灯炮，按图10-2-3联接后,若此电路两端加220V电压，不计灯丝电阻随温度的变化，三只电灯能正常工作吗?为什么?,解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1I2I3=123；还可

20、以发现左面两只电阻并联后总阻值为2，因此电压之比是U1U2U3=112；在此基础上利用P=UI，得P1P2P3=126,例4. 已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为 _,例6. 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？,答案：B,【例题】额定电压都是110V，额定功率PA=100W，PB=40W的两盏电灯A、B，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最

21、小的是下图中的哪一个？,3.(03上海春季)图为甲、乙两灯泡在I-U图象根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率约为 ( ),A15W、30W B30W、40WC40W、60W D60W、100W,C,计算甲乙两灯泡串联在电压为240V的电路中，实际发光功率约为多少？,3.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是 （ ）A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应P点，小灯泡的电阻为RU1/I2 C.对应P点，小灯泡的电阻为R U1/ ( I2-I1 ) D.

22、对应P点，小灯泡功率为图中矩形PQOM所围的面积,ABD,在伏安曲线中，切线的斜率并不反映电阻，曲线上的某点到原点的直线的斜率反映该状态的电阻。,四、全电路欧姆定律,一、电源,1、电源的内部电场如何？,2、如果接入导线，如图所示，正电荷将怎样移动？,3、导线中的电流方向？,4、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极间的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？,5、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？,6、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？,1、电源是一种把其它形式能转化为电能的装置2、电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电

23、压。,3、电动势： (1)定义：非静电力在电源内把正电荷从 送到 所做的功跟 的比值(2)公式： .,负极,正极,被移送的电荷量,E,负极指向正极,电源,负极移到正极,4、电动势与电压的区别,1下列关于电源的说法，正确的是()A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B电动势就是电源两端的电压C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大,D,解析：电源向外提供的电能除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故A错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故B错误；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关

24、，故选项C错误；电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量，故选项D正确答案：D,电源、电动势的理解1电源是把其他形式的能转化为电能的装置，如干电池是把化学能转化为电能，太阳能电池是把光能转化为电能，手摇发电机是把机械能转化为电能2非静电力是指除静电力以外的能对电荷流动起作用的力(1)在电源外部的电路里，自由电荷在静电力作用下移动，静电力做正功，正电荷从正极流向负极，电能转化为其他形式的能(2)在电源内部的电路里，自由电荷在非静电力作用下移动，非静电力做正功，把正电荷从负极移送到正极，其他形式的能转化为电能,要点深化,3电动势与电压的区别与联系(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只

25、与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数无关(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能(3)两者之间的联系：电路闭合时，EU内U外；电路断开时，EU外,2铅蓄电池的电动势为2 V，这表示()A电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能B无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为2 VC蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)

26、的大,解析：根据电动势的定义和表达式E 非静电力移动1 C电荷量所做的功WqE12 J2 J，由功能关系可知有2 J的化学能转变为电能，A正确，C错误在没接入外电路时，蓄电池两极间的电压等于电动势，但若接入外电路后，两极间的电压将小于电动势，所以选项B错误电动势是描述电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，E蓄电池2 VE干电池1.5 V，故D正确 答案：AD,AD,二、内电路、外电路、内电阻、外电阻,外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等.,外电阻：外电路的总电阻.,内电阻：内电路的电阻、通常称为电源的内阻.,内电路：电源内部的电路.,内电路,外电路,在外电路电流由于正极经外电路流回

27、负极在内电路电流由于负极经内电路流到正极,2、 闭合电路欧姆定律的表达形式有：,E=U外+U内 （适用任何电路）, （适用纯电阻电路）,U=E-Ir（U、I 间关系）, （U、R间关系）,三、闭合电路的欧姆定律 1、内容： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比,跟踪练习1 一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流为400 mA，若将该电池板与一阻值为2 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( ) A.0.1 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V,解析 电源电动势 E=800 mV=0.8 V. 电源内阻 闭合电路中的电流

28、 路端电压U=IR=0.22=0.4 V 或U=EIr=0.8 V0.22 V=0.4 V. 选项D正确.,答案 D,例题： 如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12 ，外电路的电阻为1.38 ，求电路中的电流和路端电压。,解：由题意知，电动势E=1.5 V，外电阻R=1.38 ，内阻r=0.12 .由闭合电路欧姆定律得：,路端电压为U = IR=11.38 V=1.38 V,2016江苏卷 如图 所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关S，下列说法正确的有() A路端电压为10 VB电源的总功率为10 WCa、b间电压的大小为5 VDa、b

29、间用导线连接后，电路的总电流为1,AC,（E、r一定）外电阻,四、路端电压U随外电阻R变化的讨论,反映外电阻的电压与电流的关系，说明外电阻是一个定值电阻。交点说明这个电源加在这个电阻上的工作状态点。,纵轴截距：电动势E 横轴截距：短路电流I短 斜率绝对值：电源内阻r,P出,P耗,工作状态点,例3:如图所示直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是: （ ）A. 4W, 33% B. 2W, 33.3%C. 2W, 67% D. 4W, 67%,解:由图线可知R =1 , E=3V r=0.5,虚线和坐标轴所包围的面积等于

30、输出功率,P出=4W,P总=EI=6W,= P出 / P总=4/6=67%,D,五、闭合电路的功率分配,电源总功率： P总= EI =I（ U外+ U内）内电路上消耗的功率： P内= I 2r输出功率（外电路消耗的功率）： P出= UI = EI - I2r 纯电阻电路： P出= I2R=U2/R P总= P内+ P出,非纯电阻电路,1.串联电路,R R1+ R2+R3+Rn,R1,R2,U1、I1 、P1,U2、I2 、P2,U1=I R1 P1=U1I = I 2R1 = U12/R1,U2I R2 P2=U2I I 2R2 U22/R2,P = P1+P2 =UII 2（R1+ R2）,

31、非纯电阻电路,2.并联电路,U1、I1 、P1,U2、I2 、P2,U1=I R1 P1=U1I = I 2R1 = U12/R1,U2I R2 P2=U2I I 2R2 U22/R2,P = P1+P2 =UII 2（R1+ R2）,非纯电阻闭合电路,U1、I 、P1,U2、I 、P2,R1,R2,E r,电源总功率： P总= EI =I（ U外+ U内） = P内+ P出内电路上消耗的功率： P内= I 2r输出功率（外电路消耗的功率）： P出= U外I = EI - I2r =I2R1+U2IP出U外2/(R1+ R2) I2 (R1+ R2),1电源的输出功率与外电路电阻的关系 若外电

32、路是纯电阻电路，则电源的输出功率(1)当Rr(内、外电阻相等)时，电源的输出功率最大 (2)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小(3)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大,要点深化,(4)当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电路R1和 R2，且 R1R2r2.(5)P出与R的关系如图722所示,2电源的效率,R越大，越大，当Rr时，P外最大：50%.,例题：已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求： 电源的最大输出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。, 2.25W； 2W； 1.5W。,例4 在图示电路中,电池的电动势E=5V,r=10

33、,固定电阻R=90 ,R0是可变电阻,在R0由0增加到400 的过程中,求:1.可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率2.电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和,解:1.将R看作内电阻的一部分,则,r1=r+R=100 ,当R0 =100 时,可变电阻的消耗热功率最大为P=E2/4r1=25/400=1/16 w,2. R上消耗的热功率最小,则电流最小,总电阻最大,R0=400 ,P=E/(R0+R+r)2 (R+r)=0.01w,变式训练:如图R1为固定电阻，R2为滑动变阻器回答1、R2多大时R2上消耗的功率最大？2、 R2多大时R1上消耗的功率最大？3、取掉R1则R2多大时电源消

34、耗的功率最大?,例、在所示的电路中，R1=14.0，R2=9.0，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电流的电动势和内电阻。,如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势,一种测量电源电动势和内电阻的方法,例题：如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。,解：由图象可知蓄

35、电池的电动势为20V。,由斜率关系知外电阻阻值为6。,用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2，因此输出功率最大为50W。,实验原理,闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。,实验数据处理,1.代数法,从而计算出：,实验数据处理,2.图像法,根据,E=U+Ir,U=E-Ir,I,U,A,B,电动势E,短路电流,纵坐标可以不从0开始,电源的伏安特性曲线,斜率k绝对值=r,误差分析,1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。,测量值,真实值,2、由U-I图线可知

36、，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。,实验初步变形,为什么实验不使用右图的电路测量？,想一想,假设是理想电表，两个电路图是一样的,对于内阻比较大的电源，使用右图,误差分析,1、本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。,测量值,真实值,2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真,训练题1,09安徽21.II分 用右图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0.6A、3A）；（b）电压表（

37、量程3V、15V）；（c）定值电阻（阻值1、额定功率5W）；（d）定值电阻（阻值10、额定功率10W）；（e）滑动变阻器（阻值范围010、额定电流2A）；（f）滑动变阻器（阻值范围0100、额定电流1A)。那么要正确完成实验，电压表的量程应选择_V，电流表的量程应选择_A；R0应选择_的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器。引起该实验系统误差的主要原因是_。,3.0,0.6,1,010,电压表的分流作用，造成电流表读数总比是比测量值小，造成E测E真，r测r真。,解：由于电源是一节干电池（15V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几左右，加上保护电阻，最大电流在0

38、5A左右，所以选量程为06A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取010能很好地控制电路中的电流和电压，若取0100会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测E真，r测r真。,还有其他方法测电源的电动势和内阻吗？,想一想,训练题2,09北京21) 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从

39、实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9，可当标准电阻用）、一只电流表（量程Ig=0.6A，内阻rg=0.1）和若干导线。请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。,实验高级变形,1.利用电阻箱和电流表测电源电动势和内阻,接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作坐标图，如图6所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6上。在图6上把描绘出的坐标点连成图

40、线。根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=_V，内电阻r=_。,截距的绝对值=r,-2,斜率k=E,还有其他方法测电源的电动势和内阻吗？,想一想,2.利用电阻箱和电压表测电源电动势和内阻,/V-1,/-1,斜率k=r/E,截距=1/E,3.用电流表和定值电阻代替电压表来测定电动势和内阻。,训练题4,09海南14图l是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关R为滑动变阻器，固定电阻Rl和A1内阻之和为l0000（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表。 按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。,在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端

41、c移动至_（填“a端”、“中央”或“b端”）。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为,在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线。,利用所得曲线求得电源的电动势E=_V，内阻r=_。（保留两位小数)该电路中电源输出的短路电流Im=A。,4.用电压表和定值电阻代替电流表来测定电动势和内阻。,训练题,09重庆22硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用下图所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。请根据上左图用笔画线代替导

42、线将上右图中的实验器材连接成实验电路。,若电压表V2的读数为U0，则I=_。实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量到该电池的U-I曲线a，见下图。由此可知电池内阻_（填“是”或“不是”）常数，短路电流为_mA，电动势为_V。实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见下图。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V，则实验二中外电路消耗的电功率为_mW（计算结果保留两位有效数字）。,2014新课标全国卷 利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 )，电阻R0(阻值为3.0

43、)，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S.图(a)实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.,实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.,回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_,或,(2)实验得到的部分数据如下表所

44、示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表答：_，_,图b,0.110,9.09,(2)电流表每小格表示4 mA，因此电流表读数是0.110 A，倒数是9.09 A1.,(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A11，截距b_A1.(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_.,图c c,（3）根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k1.0 A11 (或在0.961.04)之间，截距b6.0 A1(或在5.96.1之间).,(4)斜率 ，因此E3.0 V（或在2.7 3.3之间），截距 ，因此 (或在0.6 1.4之间）,五、

45、闭合电路欧姆定律应用:,一、电路的动态分析,步骤：（1）明确电路结构及相关量间的关系（2）依据E、r 不变，按R局R外I总U内U外I局U局顺序分析。（3）回答题目问话，如电表读数，灯泡亮暗等。,例题1：如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是（ ）A、小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B、小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C、U1U2,B、D,解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U

46、1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，所以U1的变化量大于 U2的变化量，,B、D,以题说法：串反并同法，即与变化电阻串联的电阻通过它的电流、加在它两端电压变化与变化电阻变化相反，并联的则相同。,(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。,（2014上海）18.如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为V1、V2、V3，理想电流表示数变化量的绝对值I，则（ ）（A）A的示数增大 （B）V2的示数增大（C）V3与I的比值大于r (D)

47、 V1大于V2,ADC,2016天津卷 如图 所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是() A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大,B,2014天津卷 如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()A增大R1的阻值B增大R2的阻值C增大两

48、板间的距离D断开开关S,B,1.如图723所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电 阻，电源的电动势为E，内阻为r.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5滑动触头向图中a端移动时()AI变大，U变小 BI变大，U变大CI变小，U变大 DI变小，U变小,D,ACD,1、所有的变化量的比值都恒定不变B错。2、写出6个比值是谁最简单的做法。,（1）理想电压表内阻无穷大（断路），理想电流表内阻为零（短路），所以R与变阻器串联；（2）电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压；（3）V3与I的比值等于R+r ；（4）V1和V2 两端同除以 I，立即可得结

49、果。,ACD,解析 本题考查闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点，滑片向下滑动，连入电路中的电阻R变减小，由I=E/(R+R变+r)，A表示数增大，故A正确；V2表测量的是电源的输出电压U2=EIr减小，故B错误； U3EIrIR，则有V3I(R+r), V3与I的比值等于R+r，大于r，故C正确。V2Ir , V1IR,又因为题目告知Rr ,得V1大于V2 ，故D正确，,2. 如图所示电路，当滑线变阻器的滑动触头向b端移动时（ ）(A)电压表的读数增大，电流表的读数减小(B)电压表和电流表的读数减小(C)电压表和电流表的读数增大(D)电压表的读数减小，电流表的读数增大,A,3、如图所示电路,

50、当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?,V1示数增大 V2示数增大 A示数减小,4、(2009广东物理，10)如图728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() A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,C,解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势.当闭合 S2 时，电路的外电阻R 变小，电路电流变大，故 C 对；电源的输出功率 ，所以电源输出功率应该变大，A 错误；因并联部分两端的电压 U并=E-UR1 ，闭合S2