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闭合电路欧姆定律的应用 一、目标与策略 学习目标： 重点：难点：学习策略： 二、学习与应用 知识点一：关于闭合电路欧姆定律 （一）闭合电路欧姆定律 （1）已知电动势为E、内电阻为r的电源和电阻R组成闭合回路，如图，电路中有电流I通过，根据欧姆定律U=I　　　　，U＇=I　　　　和E=U+U＇得E=　　　　，即　　　　 。 （2）闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。 （二）对闭合电路欧姆定律的理解 公式的适用对象 （1）适用于纯电阻电路。 （2）适用于纯电阻电路。 （3）E=U+U＇适用于各种电路，U=E－Ir与E=U+U＇相同。 知识点二：闭合电路欧姆定律应用 （一）路端电压随负载的变化分析 负载即用电器，而R是由负载的结构决定的，当R变化时，路端电压U、电流I随之变化，由E=Ir+U得 可见： （1）U随R的增大而　　　　，随R的减小而　　　　，U—I曲线如图所示。 （2）当R→0（短路）时，U=　　　　，此时　　　　最　　，会引起火灾。 （3）当R→∞（断路）时，U=　　　　。 （二）电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析 （1）电源做功：W=　　　　 电源的总功率：P=　　　　 （2）电源的输出功率为 ， 当R=　　　　时，P出有最大值, 　　　　。 P出与外电阻R的这种函数关系可用如上图的图象定性地表示。由图象可知，当R=r（即外电阻等于内电阻）时，电源的输出功率最大为Pm。当R≠r时，对于每一个电源输出功率P0，总有两个阻值不同的外电阻R1和R2与其对应。由图象还可知当R＜r时，若R增大，则P出　 　；当R＞r时，若R增大，则P出　 　。 （3）电源的效率 当R增大时，效率　 　，当R=r时，电源有最　　输出功率时，效率仅为　　%，效率并不高。 （4）用电器获得最大功率的分析 处理这类问题通常采用等效电源法，解题时应根据需要选用不同的等效方式，将用电器获得最大功率问题转化为电源输出最大功率的问题。 知识点三：元件的U—I曲线和电源的U—I曲线的比较 （一）两种图象 图甲是定值电阻的U—I曲线，纵坐标和横坐标分别代表了　 　两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映了I跟U的正比例关系；图乙是对闭合电路整体而言的，U表示　　 电压，I表示通过电源的电流，图线反映U与I的制约关系。 （二）两种图象的物理意义 图甲表示导体的性质。而图乙所示是电源的性质，在图甲中，U与I成正比的前提是　 　　保持一定；在图乙中，电源的　　 　和　　 　保持不变，外电阻是变的，正是R的变化才有U和I的变化。 甲图直线的斜率是 ，乙图直线的斜率表示 。 （三）两种图象的应用 将元件的U—I图线和电源的U—I图线放在同一个坐标系内，它们的交点坐标（U0，I0）就是元件接在该电源上时的工作状态，如图所示： 知识点四：含有电容的直流电路 （一）含容电路的简化 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。一旦电流达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻值无穷大的元件，在电路分析时可看作是 路，简化电路时可去掉它，若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置上，用理想 表代替，此表的读数即为电容器两端的 。 （二）含容电路的一些结论 （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，因此电容器两极间的电压就等于 两端的电压。 （2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与 两端的电压相等。 （3）电路中的电流、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 电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路 电。 说明：对电容器电荷量的变化问题，要注意电容器两个极板的电性变化；若极板电性不变，则ΔQ=Q2－Q1；若极板电性互换，则ΔQ= 。 知识点五：关于电路故障 （一）电路出现故障的原因 （1）短路；（2）断路。 （二）电路故障特点 （1）断路特点：电路中发生断路表现为电源电压不为零，而电流 ；断路后，电源电压将全部降落在断路之处。 （2）短路特点：电路中其一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压 。 （三）电路故障的检测——用电压表检测 （1）若电路中某两点电压不为零，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无 路或并联电路内无 路。 （2）若电路中某两点电压为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有 路或并联电路内有 路。 说