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高二物理闭合电路欧姆定律八大主题
高二物理闭合电路欧姆定律八大主题
一、闭合电路欧姆定律:(适用条件:纯电阻电路)
(1)表述: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.
(2)表达式:I=E/(R+r)
二、路端电压跟负载的关系:
(1)路端电压随外电路电阻R增大而增大;但不是正比关系。
断路:R→∞,I=0, U’=Ir=0; U=E-Ir=0
短路: R=0,I=E/r, U’=Ir=E; U=E-Ir=E
(2)路端电压U随电流I变化的图象.U=E-Ir
图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E.
②在横轴上的截距表示电源的短路电流I短=E/r
③图象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
三、闭合电路中的功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等,由E=U外+U内得 :EI=U外I+U内I
1.电源提供的功率(电源功率)P总=EI
2.电源的输出功率(外电路得到的功率)P外=UI
3.电源内阻上的热功率P内=U内I =I2r
4、供电效率 (=P出/P总=U外/E
课堂训练
1、如图,R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。
2、如图,R=0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V;当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少?
3、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内阻分别为r1和r2,将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定( )
A.图像交点所示状态,两电路的外电阻相等
B. E1>E2,r1>r2
C. 图像交点所示状态,两电路的电阻相等
D. E1>E2,r1<r2
4、如图所示是电源的外特征曲线,则下列结论正确的是( )
A.电源的电动势为6.0V
B.电源的内阻为12Ω
C.电流为0.2A时的外电阻是28.4Ω
D.电源的短路电流为0.5A
四、电池组的串并联
1、串联:E串=nE0 r串=nr0 2、并联:E并=E0 r并=r0/n
五、电源的功率和效率
1、功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等,由E=U外+U内得 :EI=U外I+U内I
①电源提供的功率(电源的总功率): P总=EI PE=IE ;
②电源的输出功率(外电路得到的功率):P出=IU;
③电源内部消耗的功率(内阻上的热功率):P内=U内I =I2r
2、电源的效率: (=P出/P总=U外/E
(=R/(R+r) (只适用于纯电阻电路)
3、电源输出功率随外电阻变化的图线
当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,为
例1:已知如图,E =6V,r =4Ω,R1=2Ω, R2的变化范围是0-10Ω。求:
①电源的最大输出功率;
②R1上消耗的最大功率;
③R2上消耗的最大功率。
例2: 直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线,若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率为 W, I=2A对应的外电阻是
3、(05江苏高考卷)如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.求:
(1)电源的电动势E和内阻r。
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
六、电路的动态分析问题
闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化,就会影响整个电路,使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。
讨论依据是:闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。
例1: 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C.ΔU1ΔU2
D.ΔU1ΔU2
例2、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?
七、含有电容器的直流电路
电容器充放电结束后
1 、在直流电路中电容器可视为断路
2 、与其相连的电阻无电流,两端没有电压,充当导线的作用
例1.已知如图,电源内阻不计。为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法:( )
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1
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