12.2 闭合电路欧姆定律第二课时（课件）【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第十二章：第2节 闭合电路欧姆定律2 高中物理必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理必修第三册 路端电压与负载 功率与效率 闭合电路动态分析 总结提升 温故知新 00. 高中物理选择性必修第一册 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。 E=IR+Ir E=U外+U内 路端电压与负载的关系 第一部分 高中物理必修第三册 路端电压与负载的关系 01. 外电路中的用电器叫负载 外电路的电势降落叫路端电压 E、r s R1 A V R0 负载 U＝E－Ir 由E=U外+U内知 你知道为什么多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗？ 高中物理必修第三册 问题与思考——呼应开头 02. 电路中电源电动势E和内阻r是一定的，根据“越并越小”，可知路端总电阻减少。 根据 可知，电流增加。 再根据U=E－Ir 可知，路端电压减少，所以变暗。这就解释了节前“问题”栏目中的实验现象。 接下来请观看视频解读 高中物理必修第三册 生活中常见的电池 02. 高中物理必修第三册 两种特殊电路 04. B D C A B D C A A B 短路(R=0) A B 断路(R→∞ I=0) 1.外电路断路时: 2.外电路短路时: U外=I R外= E R外+r • R外 = E 1+ r R外 一般不允许外电路短路。 在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小。 高中物理必修第三册 电源的外部特性曲线 05. (1)图像的函数表达式 ②在横轴上的截距表示电源的短路电流 ③图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。 (2)图像的物理意义 U I O E I短 θ 断路 短路 路端电压U随电流I变化的图像 r=0 高中物理必修第三册 拓展学习1:U-I图像 06. 1.a为电源的U-I图像，b为外电阻的U-I 图像； 2.a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率 表示外电阻的大小； 3.a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势； 4.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压; 5.交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率； U O I Im I E U M（I，U） β α b a N 高中物理必修第三册 电源的输出电流与外电路电阻关系: O R I r 拓展学习2:I-R图像 07. 高中物理必修第三册 电源的路端电压与外电路电阻的关系: O R U r 拓展学习3:U-R图像 08. 闭合电路的功率和效率 第二部分 高中物理必修第三册 闭合电路的功率和效率 01. 1．电源提供的功率： 2．电源的输出功率： 3．电源内阻上的热功率： 4. 供电效率: 对纯电阻电路,电源的效率为: r E R s I R增大时电源效率提高 高中物理必修第三册 电源的最大输出功率 02. O R P r Pm 5.电源最大输出功率： 输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外 （外电阻为纯电阻电路） 当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。 闭合电路 动态分析 第三部分 高中物理必修第三册 动态电路的特点与分析方法 01. 1.动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。 (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。 2.动态电路分析的两种常用方法 U分 R局 增大 减小 → R总 增大 减小 → I总 增大 减小 → U总 增大 减小 → I分 (1)程序法： 高中物理必修第三册 一个常用结论——串反并同 02. 1.“串反”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大; 2.“并同”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 高中物理必修第三册 方法点拨 03. 1.在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。 2.理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。 总结提升 第四部分 课堂小结 高中物理必修第三册 功率与效率 动态电路 路端电压 外电路中的用电器叫负载，外电路的电势降落叫路端电压。 U＝E－Ir 输出功率 O R P r Pm B D A C U外=I R外= E R外+r • R外 = E 1+ r R外 串反并同 例题1 例题精选 01. 【参考答案】D 高中物理必修第三册 某同学找来一块太阳能电池板，其电动势恒定不变，如图1所示，将电池板接入电路，测得路端电压与干路电流的关系如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A．随着外电路电阻增大，电池的内阻不变 B．随着外电路电阻增大，电池的内阻逐渐增大 C．当电路中的电流为1mA时，电池的输出功率为2.3W D．当电路中的电流为1mA时，电池的内阻为 解析 例题解析 02. 高中物理必修第三册 AB.由闭合电路欧姆定律有 图线斜率大小就是电池内阻的大小，根据图可知，随着外电路电阻增大，电流减小，斜率变小，电池的内阻逐渐变小，故AB错误； C.当电路中的电流为1mA时，路端电压为2.3V， 则电池的输出功率为故C错误； D.根据图可知，电源电动势E=2.8V。当电路中的电流为1mA时，电池的内阻为故D正确；故选D。 例题2 例题精选 03. 【参考答案】C 高中物理必修第三册 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，测试仪电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻，当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时下列说法中正确的是（　　） A．电流表的示数减小 B．电压表的示数增大 C．定值电阻的功率增大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量之比的绝对值减小 解析 例题解析 04. 高中物理必修第三册 AB．当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻减小，电路中电流增大，即电流表的示数增大，内电阻及的分电压增大，则传感器电阻上的电压减小，电压表示数减小，故AB错误； C．定值电阻的功率为 因电路中电流增大，则的功率增大，故C正确； D．根据闭合电路的欧姆定律得 则有即比值不变，故D错误。故选C。 例题3 例题精选 05. 【参考答案】C 高中物理必修第三册 如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点 P 接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是 （　　） A．电路中电流增大 B．电路的路端电压减小 C．整个电路的总功率减小 D．电源的效率先增大后减小 解析 例题解析 06. 高中物理必修第三册 当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，P点上升，则电阻R变大，总电阻变大，电路中的电流减小，路端电压变大，根据P=IE可知电路的总功率减小，根据 可知电源效率增大。故选C。 例题4 例题精选 07. 【参考答案】C 高中物理必修第三册 如图所示的电路中，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从b端向a端缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表V示数先变小后变大 B．电容器C一直处于充电状态 C．电流表A示数一直变小 D．电源的输出功率先变大后变小 解析 例题解析 08. 高中物理必修第三册 AB．滑片缓慢从b端向a端滑动的过程中，滑动变阻器滑片上、下两部分并联后的阻值先增大后减小，干路电流先减小后增大，路端电压先增大后减小，电容器极板间电压变化缓慢，充电或放电电流可忽略，根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数 则电压表V示数先变大后变小，电容器C极板间电压变化情况与电压表示数变化情况相同，即电容器C先充电后放电，故AB错误； 解析 例题解析 09. 高中物理必修第三册 D．由于不知电源内阻与外电阻的数值关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误； C．滑动变阻器滑片从b滑到正中间的过程，回路总电阻增加，干路电流减小，滑动变阻器上半部分所在支路分配的电压增大，通过滑动变阻器上半部分的电流增大，滑动变阻器下半部分电阻增大，电压减小，可知电流表A示数变小，滑片从正中间滑到a的过程，上、下两部分并联电阻减小，电压表示数减小，滑动变阻器下半部分电阻增加，可知电流表A示数继续变小，C正确。故选C。 例题5 例题精选 10. 【参考答案】C 高中物理必修第三册 如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为阻值为2r的定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为、，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数变小 B．电流表示数变大 C． D．电源的输出功率一定增大 解析 例题解析 11. 高中物理必修第三册 AB．当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R2增大，根据串反并同规律，与滑动变阻器串联的电流表的示数减小，与滑动变阻器并联的电压表的示数增大，AB正确； C．设通过电源的电流为，根据得 根据电路的结构得 当滑动变阻器 R2的滑动触头P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，I总变小，电流表的示数I变小，与滑动变阻器并联的R1的电流I1变大， ,]故C正确； 解析 例题解析 12. 高中物理必修第三册 D．电源的输出功率整理可得 当时，电源输出功率最大，图示电路是、并联后与串联，最后与并联，当滑片处于最左端时，外电路总电阻为，当滑片向右滑动，外电路电阻变大，外电路电阻一直大于电源内阻，则电源的输出功率一定减小，故D错误。故选C。   THANKS cqw (c) - cqw (c) - cqw (c) - cqw (c) - cqw (c) - Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$