4.1 探究闭合电路欧姆定律 课件（沪科版选修3-1）.ppt

(3)路端电压与电流的关系图像： ①由U外＝E－Ir可知，U外－I图像是一条斜向下的直线，如图4－1－4所示． 图4-1-4 【例3】 一电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝2 Ω.请根据路端电压与电流的关系式U＝E－Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，作出U与I的函数图像，并讨论以下问题： (1)外电路断开的状态对应于图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？ (2)电动势E的大小对图像的形状有什么影响？ (3)电源短路的状态对应图中的哪个点？怎样读出这时电流的大小？ (4)r的大小对图像的形状有什么影响？ 解析：U与I的关系的函数图像如下图所示． (1)外电路断开的状态对应图中的P点，I＝0时 E＝U＝3 V. (2)电动势越大，图像的纵轴截距越大． (3)电源短路的状态对应图中的Q点，此时电流 I短＝1.5 A. (4)r的大小改变了图像的斜率． 电源的电动势为4.5 V，内电阻为0.5 Ω，外电路的电阻为4.0 Ω，路端电压是多大？如果在外电路上并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压又是多大？如果6.0 Ω的电阻不是并联，而是串联在外电路中，路端电压又是多大？ 答案：4.0 V　3.84 V　4.3 V 动态电路分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化．分析讨论这类问题，既要掌握操作方法，又要熟练运用各物理量间的关系式，灵活处理． 分析解答这类习题的一般步骤是： (1)确定电路的外电阻，外电阻R外总如何变化． (2)根据闭合电路欧姆定律I总＝ ，确定电路的总电流如何变化． (3)由U内＝I内r，确定电源的内电压如何变化． 动态电路的分析方法 (4)由U外＝E－U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化． (5)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． (6)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． 串反并同法 串反：当某电阻变化时，与它串联导体的各电学量(如电流、电压和电功率)都做与之相反的变化． 并同：当某电阻变化时，与它并联导体的各电学量都做与之相同的变化． 判断串或并只能以“变化部分的电阻R变”为标准：凡通过R变的电流有可能通过(不管是全部还是部分)导体Rx，则Rx与R变为串；凡通过R变的电流一定不通过Rx，则Rx与R变为并． 【例4】图4－1－5中当滑片左滑时，各灯亮度如何变化？(电源内阻不能忽略且各灯均不损坏) 图4-1-5 解析：各灯亮度变化是由滑片滑动引起的，其亮度由灯泡的实际功率决定．滑片左滑时，其接入的电阻R变小． 同理可得：L3变亮、L4变暗、L5变亮． 答案：L1，L3，L5变亮；L2、L4变暗 【题后反思】 明确电流表A测量的是电路中哪一支路的电流，电压表V测量的是哪一电路两端的电压，滑动触头向a端移动所引起干路中电流的变化，是解答本题关键． 这类问题分析思路是：由局部(引起变化的部分)到整体，再到局部(需要得出结论的部分)，干路中的电流是连接内外电路的桥梁． 即：局部R→R总→I→U内→U外→局部支路． 需记住：当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小) L1与R串联串反：L1的实际功率变大，L1变亮 L2与R并联并同：L2的实际功率变小，L2变暗 如图4－1－6所示，闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置，使A、B、C三灯亮度相同，若继续将P向下移动，则三灯亮度变化情况为 (　　) A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．A灯变暗 D．C灯变亮 答案：AD 图4-1-6 (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，电容器将通过与它连接的电路放电． 闭合电路含电容器的问题 【例5】 如图4－1－7所示电路中，电源电动势E＝9 V，内电阻r＝20 Ω，定值电阻R1＝60 Ω，R2＝10 Ω，R3＝6 Ω，电容器的电容C＝10 μF. 图4-1-7 (1)保持开关S1，S2闭合，求电容器C的带电荷量． (2)保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量． (2)保持开关S1闭合，将开关S2断开后，电路稳定时电容器上电压等于电源电动势，电容器带电量Q′＝CE＝10×10－6×9 C＝9×10－5 C. 流过R2的电荷量等于电容器C上电荷量的增加量QR2