12.2.2 闭合电路的欧姆定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.2 闭合电路的欧姆定律（课时2） 第十二章 电能 能量守恒定律 人教版（2019）必修 第三册 学习目标 1.通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 2.理解闭合电路欧姆定律。 导入新课 课标要求“理解闭合电路欧姆定律”，理解程度体现在能熟练应用闭合电路欧姆定律分析问题： 1.电源的伏安特性曲线 2.电源的功率 3.闭合电路的动态分析 4.含电容器电路的分析 5.电路故障分析 V S R A 函数表达式： 研究对象： 电源（站在电源的立场上看问题，指向全电路） U I I短 E 0 断路 短路 R U I U I 0 U=IR 一、电源的外部特性曲线 描述路端电压 U 随总电流I变化的图象（U—I图像）。 电源的伏安特性曲线： U I I短 E 0 纵轴上的截距：电源的电动势 E 1.截距 横轴上的截距：短路电流 1 2 3 2.斜率 斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。 图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻， 3.图线上的点 4.面积 面积UI为电源的输出功率 ，P出＝UI。 U I I短 E 0 P(I，U) 例题1 电路图如图甲所示，若电阻R 阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U 随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线如图乙所示。求： (1)电源的电动势和内阻； (2)电源的路端电压； (3)电源的输出功率。 答案　(1)4 V　1 Ω　(2)3 V　(3)3 W 练习1 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U－I图线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是 （ ） A.电源1比电源2的内阻大 B.电源1和电源2的电动势相等 C.小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率小 D.小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率大 ABC 1.电源总功率: P总=IE（普遍适用） P出=IU=IE-I2r (普遍适用) 思考：外电路为纯电阻电路，电源的总功率还可怎样表达？ 思考：外电路为纯电阻电路，电源的输出功率还可怎样表达？ (适用：外电路为纯电阻电路) 二、 电源的功率和效率 2.电源输出功率:外电路消耗功率。 闭合电路整体消耗电能总功率 当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为 P出与外电阻R 的函数关系可用如图所示图象表示，由图象可以看出： 当R“接近”r 时，P出增大，当R“远离”r 时，P出减小。 观察思考： 探究：电源输出功率极值问题： P出=IU r P R 0 电源输出功率随外电阻变化的图线 P出-R关系 思考：纯电阻电路还可以怎样表示？ 3.电源的输出效率 U/V I/A 0 1 2 3 2 4 6 A B 例题2 如图，线段A为某电源U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求: (1)电源的输出功率P出多大? (2)电源内部损耗的电功率P内是多少? (3)电源的效率η多大? 练习2 电路图如图甲所示，图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝2.5Ω。 ⑴当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？ ⑵当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？ ⑶当R为何值时，R消耗的功率最大?最大值为多少? ⑴R=0 10W ⑵R=5Ω 40/3W ⑶R=10Ω 10W 三、应用闭合电路欧姆定律分析问题 1.闭合电路的动态分析 2.含电容器电路的分析 3.电路故障分析 以下三个方面的应用 应用1：闭合电路的动态分析 电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、移动滑动变阻器的滑片等，引起电路中各物理量的变化。 从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I总和 U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况。 1.分析思路 2.分析依据：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。 整体 局部 局部 变化原因 所在点 R总、I总、U外 各部分 先干路， 后支路 先不变支路，后可变支路 例题3 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 (　　) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 【思路点拨】