12.2.3闭合电路欧姆定律 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.2.3闭合电路欧姆定律 1 一、闭合电路的动态分析 1.闭合电路动态分析的思路 闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路是： 分清电路结构→局部电阻变化→总电阻变化→总电流变化→内电压变化→路端电压变化→各部分电压、电流变化 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(如图所示)<m></m> 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. 例1. 如图所示电路，电源内阻不可忽略.开关闭合后，在滑动变阻器 的滑片向下滑动 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 答案：A [解析] 当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中 总电流增大，电源的内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，即 电压表示数减小；由欧姆定律可知， 上的分压增大，而路端电压减小，故两端的 电压减小，通过 的电流减小，即电流表示数减小，A正确. 例2.(多选)如图所示，电路中定值电阻阻值 大于电源内阻阻值.闭合开关 ,将滑动变阻器 滑片向下滑动，理想电压表、、 示数变化量的绝对值分别为、、 ， 理想电流表A示数变化量的绝对值为 ，则( ) A.A的示数增大 B. 的示数增大 C.与的比值大于 D.大于 答案：ACD [解析] 先去掉电表，将电路简化，此电路中定值电阻与滑动变阻器串联接在电源两端，再看电表测量情况，电压表测量的是 两端的电压，电压表测量的是路端电压，电压表 测量的是滑动变阻器两端的电压.将滑片向下滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，由 知，电流表A的示数增大，A正确；电压表 测量的是路端电压， 减小，B错误；，则有，与 的比值等于，即大于，C正确； ，，又知，故大于 ，D正确. 例3. (多选)如图所示，电源电动势为 ，内阻不计，、、为阻值相同的定值电阻， 为滑动变阻器，电表均为理想电表.现将 的滑片向右滑动，电压表、的示数改 变量的绝对值分别为、 ，电流表A的示数改变量的绝对值为 ，下列说法正确的 是( ) A.电流表A的示数变大 B. C.变大 D. 不变 答案：B、D [解析] 滑动变阻器滑片向右滑动，滑动变阻器接入回路中的阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流减小，而电流表接在干路，则电流表示数减小，故A错误；设 ，已知与并联，则其等效电阻，而 ，由此可知 ，大小不变，而由于电源内阻不计，则根据电路图可得，则可知 ，大小不变，由此也可得 ，故B、D正确，C错误. 分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面： (1)电路稳定时电容器处电路看成是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (2)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (3)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 (4) 电容器所带电荷量的变化的计算：如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。 二、含电容器电路动态分析 例4.如图所示，电源的电动势为、内阻为 ，的电阻为 ，电容器的电容为 ，所有电压表和电流表均为理想电表.在将滑动变阻器最大阻值为 的滑 片由上端缓慢地滑到下端的过程中，下列说法正确的是( ) A.示数增大， 示数减小 B. 消耗的电功率先增大后减小 C.两端的最大电压为 D.电容器极板上增加的电荷量为 答案：D [解析] 将滑动变阻器的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则总电阻 变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则示数增大， 两端电压减小， 则滑动变阻器两端电压增大，即 示数增大，故A错误；消耗的电功率为 ，由于 的最大值为 ，小于 ，则 消耗 的电功率一直增大，故B错误；当 接入电路阻值为0时，电路电流最大，则有 ，则 两端的最大电压为 ，故C错误； 滑动变阻器的滑片在上端时，接入电路阻值为0，则电容器两端电压为0，当滑动变阻器的滑片在下端时， 根据闭合电路欧姆定律可得 ，则电容器两端电压为 ， 则电容器极板上增加的电荷量为 ，故D正确. 三、了解欧姆表的原理 某欧姆表的内部电路如图所示,已知电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表内阻Rg=7.5 Ω,A、B为两个插孔,分别插上黑、红表笔。 1.欧姆表内部由哪些主要元件构成?它与电流表、电压表相比多出了哪个重要元件? 2.简述欧姆表测量原理,欧姆表的刻度是均匀的吗?为什么? 解答:欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律,由I=可知,保持Rg、R1、r不变,则每一个Rx的值都对应一个确定的电流I的值,因此只要把电流表上对应Rx值的电流的刻度改为阻值Rx,即成为欧姆表。欧姆表的刻度不是均匀的,这是因为电流I与Rx之间不是一次函数关系。 13 3.在进行测量之前要把黑、红表笔短接(即外接电阻为零),调整变阻器R1的电阻,使电流表的指针指到满偏刻度,这就叫作欧姆调零。此时变阻器的阻值R1是多少?欧姆表全部内阻R内是多少? 解答:根据闭合电路欧姆定律Im=可得R1=-Rg-r=142 Ω;欧姆表全部内阻R内=Rg+r+R1=150 Ω。 解答:根据闭合电路欧姆定律I== A=5 mA,可见此时电流表的指针应指在5 mA处,即当被测电阻恰好等于欧姆表内阻时,指针恰好指在满偏刻度的一半,所以欧姆表的中值电阻就等于其内阻。 4.在黑、红表笔之间接入电阻Rx=150 Ω时,电流表指针指在哪个位置?你从中可以得到什么启示? 14 欧姆表 (1)原理:依据　　　 制成的,它是由　　 　　改装而成的。  (2)内部构造:由　　　　、　　　和　　 三部分组成。  (3)测量原理:如图所示,当红、黑表笔接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I= 。改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的 值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。 (4)欧姆表的刻度特征: a.刻度不均匀。 b.电流的零刻线处是电阻值　　处,电流满偏处是电阻　　刻线。  c.欧姆表的内阻等于　　　电阻。 闭合电路欧姆定律 电流表 表头 电源 滑动变阻器 电阻 ∞ 零 中值 15 归纳总结:欧姆表表盘的刻度标注 刻度 标注方法 标注位置 “0 Ω” 红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针满偏,被测电阻Rx=0 满偏电流Ig处 “∞” 红、黑表笔不接触,表头指针不偏转,被测电阻Rx=∞ 电流为零处 中值电阻 Rx中=r+R+Rg=r内 刻度盘正中央 “Rx” 红、黑表笔接Rx,Ix=,Rx与Ix一一对应 与Rx对应电流Ix处 16 例5. 简化的多用电表的电路图如图所示。转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下列说法正确的是(　　)。 A.S与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较小 B.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 C.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,若R1出现断路故 障,电压表的量程会减小 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表,B表笔为黑表笔 答案：C 17 解析　S与2连接时,电流计与两个定值电阻R1、R2并联,S与1连接时,电流计先与电阻R2串联,再与电阻R1并联,因此多用电表均改装成了电流表,当S与1连接时,IA1=Ig+;当S与2连接时,IA2=Ig+,则可知IA1>IA2, A项错误。S与3或4连接时,电流计与R1、R2并联后分别与电阻R3、R4串联,因此多用电表均改装成了电压表,当S与3连接时,UV3=Igrg+IA2R3;当S与4连接时,UV4=Igrg+IA2R4,由于R3<R4,则可知UV3<UV4,B项错误。S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,若R1出现断路故障,则由上述有,当S与3连接时UV3'=Igrg+IgR3;当S与4连接时,UV4'=Igrg+IgR4,由于Ig<IA2,则可知,电压表的量程均会减小,C项正确。S与5连接时,电源由多用表内部提供,多用电表就成了欧姆表,根据“红进黑出”的规律,可知B表笔为红表笔,D项错误。 18 $