專題四專題四 電路與電磁感應電路與電磁感應第九講恒定電流第九講恒定電流重點知識歸納重點知識歸納一、歐姆定律的比較一、歐姆定律的比較部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律圖圖象象圖象圖象形狀形狀物理物理意義意義一個電阻上分擔的電一個電阻上分擔的電壓與流過電阻的電流壓與流過電阻的電流成正比成正比.反映了導體阻反映了導體阻礙電流的性質礙電流的性質閉合電路中閉合電路中,路端電壓路端電壓隨電流的增大而減小隨電流的增大而減小,反映了閉合電路中路反映了閉合電路中路端電壓與電流的關系端電壓與電流的關系研究研究對象對象一段導體一段導體閉合電路閉合電路部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律圖圖象象外外延延(1)由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得UEIr(U、I間關系間關系),路路端電壓端電壓U隨干路電流隨干路電流I變化變化的關系圖線為傾斜直線的關系圖線為傾斜直線,稱稱為電源的外特性曲線為電源的外特性曲線.如圖如圖所示所示:圖線的縱截距表示電圖線的縱截距表示電源電動勢源電動勢,斜率的絕對值表示內阻斜率的絕對值表示內阻部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律圖圖象象外外延延(2)圖中圖中a為電源的為電源的UI圖象圖象;b為外電阻的為外電阻的UI圖象圖象;兩者的交點坐標表示該電阻接入電兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓路時電路的總電流和路端電壓;該點和原點之該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率間的矩形的面積表示輸出功率;a的斜率的絕的斜率的絕對值表示內阻大小對值表示內阻大小;b的斜率的絕對值表示外的斜率的絕對值表示外電阻的大小電阻的大小;當兩個斜率的絕對值相等時當兩個斜率的絕對值相等時(即即內、外電阻相等時圖中矩形面積最大內、外電阻相等時圖中矩形面積最大,即輸出即輸出功率最大功率最大(可以看出此時路端電壓是電動勢的可以看出此時路端電壓是電動勢的一半一半,電流是最大電流的一半電流是最大電流的一半)特別提醒：特別提醒：閉合電路中電源的電動勢由電源本閉合電路中電源的電動勢由電源本身性質決定，與電路閉合與否無關，一般情況身性質決定，與電路閉合與否無關，一般情況下認為電動勢不變下認為電動勢不變二、電源的功率和效率二、電源的功率和效率1電源的功率電源的功率(1)電源的總功率：電源的總功率：PEI(2)電源內部消耗的功率：電源內部消耗的功率：P內內I2r(3)電源的輸出功率電源的輸出功率:P出出P總總P內內EII2rUI可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖91所示所示圖圖91討論討論:當當E、R一定時一定時,由由式知式知,電源輸出功率電源輸出功率最大的條件是最大的條件是:讓電源內阻讓電源內阻r最小最小(屬選電源類型屬選電源類型).當當R、r一定時一定時,由由式知式知,電源輸出功率最大的電源輸出功率最大的條件是條件是:讓電源電動勢讓電源電動勢E最大最大(屬選電源類型屬選電源類型).當當E、r一定時一定時,由式知由式知,電源輸出功率最大的電源輸出功率最大的條件是條件是:通過改變外電路的阻值通過改變外電路的阻值R,讓讓Rr(屬選外屬選外電阻類型電阻類型).特別提醒特別提醒:電源輸出功率最大時電源輸出功率最大時,不是電源效率最不是電源效率最高高,此時效率只有此時效率只有50%,電源的效率隨外電阻的增電源的效率隨外電阻的增大而增大大而增大,要把電源的輸出功率、電源效率與外要把電源的輸出功率、電源效率與外電阻的關系區(qū)分開電阻的關系區(qū)分開.熱點題型示例熱點題型示例電路動態(tài)分析問題電路動態(tài)分析問題1明確引發(fā)變化的原因明確引發(fā)變化的原因(1)滑動變阻器滑片的位置改變滑動變阻器滑片的位置改變(2)電路中開關的閉合、斷開，甚至換向電路中開關的閉合、斷開，甚至換向(3)非理想電表對電路的測試非理想電表對電路的測試(4)電容器結構的改變電容器結構的改變(5)電路故障電路故障(斷路、短路斷路、短路)(6)電路中有傳感器的敏感元件電路中有傳感器的敏感元件2結合電路相關規(guī)律進一步分析結合電路相關規(guī)律進一步分析“部分部分整體整體部分部分”，即從支路電阻值的變化，即從支路電阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷R總總的變化情況，再由的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判斷閉合電路歐姆定律判斷I總總和和U端端的變化情況，最后的變化情況，最后再由部分電路歐姆定律判斷各支路物理量的變化再由部分電路歐姆定律判斷各支路物理量的變化情況情況 (2011年高考北京卷年高考北京卷)如圖如圖92所示電路，所示電路，電源內阻不可忽略開關電源內阻不可忽略開關S閉合后，在變阻器閉合后，在變阻器R0的的滑動端向下滑動的過程中滑動端向下滑動的過程中()A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大電流表的示數(shù)增大例例1圖圖92【答案】【答案】A強化訓練強化訓練1(2010年高考上海卷年高考上海卷)如圖如圖93的閉合的閉合電路中，當滑片電路中，當滑片P向右移動時，兩電表讀數(shù)的變向右移動時，兩電表讀數(shù)的變化是化是()AA變大，變大，V變大變大BA變小，變小，V變大變大CA變大，變大，V變小變小DA變小，變小，V變小變小圖圖93解析：選解析：選B.滑片滑片P向右移動，滑動變阻器接入電向右移動，滑動變阻器接入電路中的電阻變大，總電阻也變大，電流表示數(shù)路中的電阻變大，總電阻也變大，電流表示數(shù)變??；由閉合電路的歐姆定律可知，回路中電變小；由閉合電路的歐姆定律可知，回路中電流減小，電源內電壓減小，流減小，電源內電壓減小，R0兩端電壓減小，兩端電壓減小，所以滑動變阻器兩端電壓升高，電壓表示數(shù)變所以滑動變阻器兩端電壓升高，電壓表示數(shù)變大，故大，故B項正確項正確1分析含電容電路的基本思路分析含電容電路的基本思路(1)明確電路的連接方式明確電路的連接方式,必要時畫出等效電路圖必要時畫出等效電路圖.電容器充、放電結束后電容器充、放電結束后,沒有電流通過電容器沒有電流通過電容器,因此因此相當于斷路相當于斷路,可先將其去掉可先將其去掉,以便于分析以便于分析.(2)確定電容器兩端的電壓與哪部分電路確定電容器兩端的電壓與哪部分電路(或電阻或電阻)兩端的電壓相同兩端的電壓相同含容電路的分析與判斷含容電路的分析與判斷(3)明確電容器所處的狀態(tài)明確電容器所處的狀態(tài),是充電還是放電過程是充電還是放電過程,還是處于充電完畢的狀態(tài)還是處于充電完畢的狀態(tài).(4)電容器是以電場的形式儲存電能電容器是以電場的形式儲存電能,其宏觀表現(xiàn)其宏觀表現(xiàn)是電容器帶電是電容器帶電,兩極板間存在電勢差兩極板間存在電勢差.2含容電路的基本類型含容電路的基本類型(1)和電容器相關的物理量的分析與計算和電容器相關的物理量的分析與計算.(2)電容器內帶電粒子的動力學問題及功能關系電容器內帶電粒子的動力學問題及功能關系. (2011年押題卷年押題卷)用四個阻值均為用四個阻值均為R的電阻的電阻連成如圖連成如圖94所示的電路所示的電路.電鍵電鍵S閉合時閉合時,有一質量有一質量為為m、帶電荷量為、帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點板電容器的中點,平行板電容器的下極板接地平行板電容器的下極板接地.現(xiàn)打現(xiàn)打開電鍵開電鍵S,這個帶電小球便向平行板電容器的一個這個帶電小球便向平行板電容器的一個極板運動極板運動,并和此板碰撞并和此板碰撞,碰撞過程中小球沒有機械碰撞過程中小球沒有機械能損失能損失,只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化,碰后小碰后小球帶有和該極板同種性質的電荷球帶有和該極板同種性質的電荷,并恰能運動到另并恰能運動到另一極板一極板,設兩極板間距離為設兩極板間距離為d,不計電源內阻不計電源內阻,求求:例例2(1)小球開始帶什么電？小球開始在中點的電勢小球開始帶什么電？小球開始在中點的電勢是多少？電源電動勢是多少？電源電動勢E為多大？為多大？(2)小球與極板碰撞后所帶的電荷量小球與極板碰撞后所帶的電荷量q為多少？為多少？圖圖94強化訓練強化訓練2(2010年高考安徽理綜卷年高考安徽理綜卷)如圖如圖95所所示示,M、N是平行板電容器的兩個極板是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電為定值電阻阻,R1、R2為可調電阻為可調電阻,用絕緣細線將質量為用絕緣細線將質量為m、帶、帶正電的小球懸于電容器內部正電的小球懸于電容器內部.閉合開關閉合開關S,小球靜止小球靜止時受到懸線的拉力為時受到懸線的拉力為F.調節(jié)調節(jié)R1、R2,下列關于下列關于F的的大小判斷正確的是大小判斷正確的是()圖圖95A保持保持R1不變，緩慢增大不變，緩慢增大R2時，時，F(xiàn)將變大將變大B保持保持R1不變，緩慢增大不變，緩慢增大R2時，時，F(xiàn)將變小將變小C保持保持R2不變，緩慢增大不變，緩慢增大R1時，時，F(xiàn)將變大將變大D保持保持R2不變，緩慢增大不變，緩慢增大R1時，時，F(xiàn)將變小將變小解析解析:選選B.據(jù)題圖可知電容器兩端電壓據(jù)題圖可知電容器兩端電壓UMN即即R0兩兩端電壓端電壓,而而R0和和R2是串聯(lián)關系是串聯(lián)關系,兩者電壓的和為電源兩者電壓的和為電源的電動勢的電動勢,因此因此R2UR0UMN電場強度電場強度E F電電F,B正確正確;R2不變不變,緩慢增大緩慢增大R1時時,R0兩端電兩端電壓不變壓不變,電容器兩端電壓不變電容器兩端電壓不變,故故F不變不變,C、D均錯均錯.直流電路的計算直流電路的計算 (15分分)(2011年湖南長沙模擬年湖南長沙模擬)如圖如圖96所所示示,R1、R2為定值電阻為定值電阻,R3為滑動變阻器為滑動變阻器.3個電阻采個電阻采用如圖甲所示方式接在電源上用如圖甲所示方式接在電源上,已知已知R13 、R212 .現(xiàn)利用電壓傳感器現(xiàn)利用電壓傳感器(相當于電壓表相當于電壓表)和電流傳和電流傳感器感器(相當于電流表相當于電流表)研究研究R3上的電壓與電流變化關上的電壓與電流變化關系系,任意滑動任意滑動R3上的滑動觸頭上的滑動觸頭,通過數(shù)據(jù)采集器將電通過數(shù)據(jù)采集器將電壓與電流信號輸入計算機后壓與電流信號輸入計算機后,在屏幕上得到的在屏幕上得到的U I圖象為如圖乙所示的一條直線圖象為如圖乙所示的一條直線(實線部分實線部分).試求試求:例例3圖圖96(1)電源的電動勢和內電阻；電源的電動勢和內電阻；(2)R3的最大阻值；的最大阻值；(3)R3消耗的最大功率消耗的最大功率【答案】【答案】(1)6 V1 (2)6 (3)1.69 W強化訓練強化訓練3如圖如圖97所示的電路所示的電路,電源電動勢電源電動勢E10 V,內阻內阻r0.8 ,R13.2 ,當電鍵當電鍵S斷開時斷開時,電阻電阻R2消耗的電功率為消耗的電功率為4 W;電鍵電鍵S閉合后閉合后,R2和和R3的并聯(lián)電路消耗的總功率也是的并聯(lián)電路消耗的總功率也是4 W.求：求：(1)R2和和R3的阻值的阻值.(2)S閉合前后閉合前后,R1消耗的消耗的電功率分別為多少？電功率分別為多少？圖圖97知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練本部分內容講解結束本部分內容講解結束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放