内容正文:
第十章 电路
第2讲 闭合电路欧姆定律
一 闭合电路欧姆定律及应用
1.电动势
(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势。
(2)物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成___________本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成___________,跟内、外电路的电阻之和成___________;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
E=U外+U内或E=U外+___________(适用于___________电路)。
二 闭合电路的功率及效率问题
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=___________=___________+IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路:P总=___________=。
2.电源内部消耗的功率
P内=___________=IU内=P总-P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=___________=IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路:P出=___________=。
4.电源的效率
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%。
考点一 闭合电路欧姆定律及应用
1.路端电压与外电阻的关系
(1)纯电阻电路:U=IR=·R=,当R增大时,U增大。
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U=E。
②当外电路短路时,I短=,U=0.
2.动态分析常用方法
(1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。
①分析步骤(如图):
②分析时:串联电路注意分析电压关系,并联电路注意分析电流关系
(2)结论法:“串反并同”,应用条件为电源内阻不为零。
①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
典例精析 变式巩固
【例题1】
1. 如图所示,电源电动势为E内阻为r,滑动变阻器总电阻为R,所有电表均为理想表。当滑片由左向右滑动时,关于各表示数变化描述正确的是( )
A. A1示数一直减小 B. A2示数先减小再增大
C A3示数一直增大 D. V示数一直增大
【变式题1】
2. 如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( )
A. 电压表读数减小
B. 电流表读数减小
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗的功率逐渐增大
【变式题2】
3. 如图所示,电源电动势E和内阻r一定,R1、R2是定值电阻,R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小),L是小灯泡。闭合开关,当照射到R0的光照强度减小时,以下分析正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数不变
C. 灯泡亮度变亮 D. 电源效率增大
。AD
【例题3】
4. 如图所示,接通电键S,灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,则下列说法正确的是( )
A. 如果将电压表并联在cd两端有示数,说明cd间完好
B. 如果将电压表并联在ac两端示数为0,说明ac间断路
C. 如果将电流表并联在ac两端示数为0,说明cd间完好
D. 如果将电压表并联在ad两端有示数,并联ac两端示数为0,说明cd间断路
【变式题1】
5. 某同学按如图电路进行实验,电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由于某一用电器引起的,则可能的故障是( )
A. RP断路 B. R2断路
C. R1短路 D. R3短路
【变式题2】
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为6V,当开关S闭合后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分的电压分别为Uab=6V,Uad=0V,Ucd=6V,由此可断定( )
A. L1和L2的灯丝都烧断了
B. L1的灯丝烧断了
C. L2的灯丝烧断了
D. 滑动变阻器R断路
电路故障检测方法
1.电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联部分短路;
2.电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程;
3.欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路。在用欧姆表检测时,应断开电源。
考点二 闭合电路的功率及效率问题
1.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)
P出=UI=