2022高三总复习物理教案-知识讲解 闭合电路的欧姆定律(基础)
11页1、物理总复习:闭合电路的欧姆定律编稿:李传安 审稿:【考纲要求】1、知道电源电动势的意义及其内、外电压的关系,闭合电路的欧姆定律,会对电路进行动态分析;2、知道知道闭合电路中功率的分配关系;3、能对含电容器电路的相关物理量进行计算。【考点梳理】考点一、闭合电路的欧姆定律(一)电动势1、电源使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。2、电动势要点诠释:(1)物理意义:反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。电动势大,说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大;电动势小,说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小。定义公式为,其单位与电势、电势差相同。该物理量为标量。(2)大小:等于外电路断开时的路端电压,数值上也等于把1C的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功。(3)电动势的方向:电动势虽是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,我们规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。(二)闭合电路的欧姆定律1、内容闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内、外电路电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路欧姆定律。2、表达式(1)电流表达式(2)电压
2、表达式3、适用范围外电路是纯电阻的电路。4、路端电压U要点诠释:外电路两端的电压,即电源的输出电压,(1)当外电阻R增大时,I减小,内电压减小,路端电压U增大。当外电路断开时,I=0,U=E。(2)当外电阻减小时,I增大,内电压增大,路端电压减小。当电源两端短路时,外电阻R=0, U=0, 。(3)路端电压也可以表示为。也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。5、路端电压与电流的关系(U一I图象)要点诠释:如下左图所示为UI图象,由知,图线为一条直线,与纵轴交点为电源电动势,与横轴交点为短路电流,直线的斜率的绝对值等于电源内阻。由于一般电源的内阻r很小,故外电压U随电流I的变化不太明显,实际得到的图线往往很平,只画在坐标纸上的上面一小部分,为充分利用坐标纸,往往将横轴向上移,如下右图所示的实验图线。此时应注意,图线与横轴的交点,并非短路电流,不可盲目用它求内阻,但图线与纵轴的交点仍代表电动势E,图线斜率的绝对值仍等于内阻r。6、闭合电路中的功率要点诠释:(1)电源的总功率: ;(2)电源内耗功率: ;(3)电源的输出功率:(4)电源的输出功率随外电阻的变化规律电源的输出功率为当时,
3、有最大值,即,与外电阻R的这种函数关系可用如图的图象定性地表示:由图象还可知,对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,当时,若R增大,则增大;当时,若R增大,则减小。(5)电源效率电源效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即 .对纯电阻电路:.所以当R增大时,效率提高,当时,电源有最大输出功率,效率仅为50%,效率并不高。考点二、含电容器电路的分析要点诠释:在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态时,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,电容器可看作断路,简化电路时可去掉。分析和计算含电容器电路时,需注意以下几点:1、电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2、当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3、电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充、放电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将放电。电荷量变化由计算。考点三、动态电路的分析要点诠释:根据欧姆定律及串、并联电路的性质,
4、来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况,常见方法如下:(1)程序法基本思路是“部分整体部分”,即从阻值变化的部分入手,由串并联规律判知的变化情况,再由欧姆定律判知和的变化情况,最后由部分电路欧姆定律判知各部分物理量的变化情况。分析解答这类习题的一般步骤是: 确定电路的外电阻以及外电阻如何变化。根据闭合电路欧姆定律,确定电路的总电流如何变化。由,确定电源的内电压如何变化。由,确定电源的外电压(路端电压)如何变化。由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。此类题型还可用“并同串反”规律判断。所谓“并同”,即某一电阻增大时,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,反之则减小。所谓“串反”,即某一电阻增大时,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。(2)极限法:即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。(3)特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊值去判定,从而找出结论【典型例题】类型一、对电动势概念的理解例1、
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