著名机构高二物理暑假班讲义第5讲 闭合电路欧姆.教师版
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1、第5讲 闭合电路欧姆定律5.1 闭合电路的欧姆定律知识点睛根据上一堂课的内容我们已经知道,电源的化学能转化成电能,使电子持续不断的流动起来,电流在通过用电器时,由于焦耳定律又消耗了能量。全过程是电源供能,用电器耗能的过程,由于电源内部也有电阻,所以电源内阻也要消耗能量,根据能量守恒,提供的能量等于消耗的能量。1闭合电路的欧姆定律由能量守恒定律可知,在闭合电路中,非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即。其中为路端电压,为电源内阻,为干路电流。因为,所以有。若电路为纯电阻电路,则有,其中为外电路电阻。闭合电路的电流,跟电源的电动势成正比,跟内外电路的电阻之和成反比,这就是
2、闭合电路的欧姆定律。 电动势和内、外电压的关系电路状态电动势与电压的关系闭合断开相当于外电阻无限大,适用于一切电路。,只适用于纯电阻电路。2利用图象测定电源电动势和内阻 在实际测量电阻和电动势(电压)中很多人会想到用电压表、万能表直接测量,为什么还要画图象呢?很显然直接测量一定会有误差,那么这个误差怎么产生的呢?如图所示,我们可以看到电压表直接测量电源,实际上电压表读数是电压表所分担的电压,而电源内阻也分担了电压,为了让电压表分担的电压更接近电源,只要电压表的电阻无限大就可以了,但是对于内阻不是无限大的电压表,误差就会很大,所以不采用直接量的方法。直接测量不合适的话那什么方式测量较好呢? 由闭
3、合电路欧姆定律有,可以得到。对于一个电池来说,电动势和内阻是一定的,所以路端电压是电流的一次函数。其图象一定是一条不过原点的倾斜直线。如图所示我们发现截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示内阻,图象与水平方向的交点是短路时的最大电流。例题精讲【例1】 某电源的电动势为,内阻为,电源向可变电阻供电,下面关于路端电压的说法中正确的是A因为电源的电动势不变,所以路端电压也不变B因为,所以当增大时,路端电压也增大C因为,所以当增大时,路端电压也增大D因为,所以当增大时,路端电压减小【答案】 D【例2】 如图所示,是“测定电源电动势和内阻”的电路图,如果在实验中,当电压表的示数为时,电流表的示数为;当电压
4、表的示数为时,电流表的示数为。据此可求出电源的电动势为_,内阻为_。【解析】 由闭合电路欧姆定律,解得,。【答案】 ,【例3】 如图所示,直线1、2分别是两个电源的路端电压随电流的变化关系图象,由图可知A电动势,内阻B电动势,内阻C电动势,内阻D电动势,内阻【答案】 B【例4】 在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了如下图象,由图象我们可以得到电源的内阻。【答案】【例5】 如图所示,直线1、2分别是两个不同电源的外特性曲线,下列判断正确的是A当两电源电流的变化量相同时,电源1的路端电压变化较大B当两电源电流的变化量相同时,电源2的路端电压变化较大C当两电源的路端电压相同
5、时,电源1的外接电阻较大D当两电源的路端电压相同时,电源2的外接电阻较大【解析】 由图像可知,。由路端电压可知,故电源电流的变化量相同时,电源2的路端电压变化较大,B正确。由可知,路段电压相等时,电源2的外接电阻较大,D正确。【答案】 BD【例6】 如图所示,为某电源的外特性曲线,用此电源与三个阻值均为的电阻连接成电路,测得路端电压为,则该电路可能为A B C D【解析】 由图可知,电源的电动势,内阻。要使路端电压为,有,故。四个选项中,只有B图的电阻为。【答案】 B 5.2 电功、电功率、效率知识点睛1电功导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,电场力对电荷做的功叫做电功。电流做功是将
6、电能转化为其他形式能的过程。 焦耳定律 电流通过导体时,产生的热量。 这个关系最初是焦耳由实验直接得到的,我们把它叫做焦耳定律。 此定律适用于一切用电器,但只能用来求电热。 纯电阻电路和非纯电阻电路 若电路中只含有电阻元件,且电流做功全部转化为电热,这种电路称为纯电阻电路。纯电阻电路的特点:电流做功全部转化为电热,即。欧姆定律适用,。 若电路中含有电动机、电解槽等类似的用电器,电流做功不仅转化为电热,还转化为其他形式的能,这种电路称为非纯电阻电路。非纯电阻电路的特点:电流做功除转化为电热外,还有一部分将转化为其他形式的能,即。欧姆定律不适用,。 纯电阻和非纯电阻电路的能量转化示意图2电功率,描
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