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恋爱说说心情短语:一个傲娇的公主宠儿


一、电动势
二、闭合电路的欧姆定律的内容
1、闭合电路的欧姆定律的内容 2. 讨论:路端电压 3. 电源的功率和效率 例4

例1

例2.

练习

4. 闭合电路的U-I 图象。例3

三. 变化电路的讨论

总结规律

/>例5

例6

例7

四. 含有电动机的电路
五.含有电容器的电路

例1
例1

例2
练习

练习

http://www.shuoshuowo.com/b/2.html

闭合电路欧姆定律
一、电动势 1、电源:把其它形式的能转换成电能的装置 2、电动势E 表征电源把其它形式的能转换成电能的本领 电数值上等于电源没有接入电路时两极间的 电压 在闭合电路中: E = U外+U 内

二、闭合电路的欧姆定律的内容 1、内容: 闭合电路中的电流跟电源的电动势 成正比,跟内、外电路中的电阻之和成反比. 2、 闭合电路欧姆定律的表达形式有:
R

①E=U外+U内

E ②I ? R?r

I

③U=E-Ir(U、I 间关系)

R E (U、R间关系) ④ U ? R?r

E r

3、路端电压: U=E-Ir 讨论:
E I? R?r

R U? E R?r

从上式可以看出:
R↑→I↓,U外↑、U内↓,当R→∞时,I=0、U外=E、 U内=0(也称为断路时) R↓→I↑,U外↓、U内↑,当R=0时,I=E/r(短路 电流强度)U外=0、U内=E

例1: 在图中,R1=14Ω,R2=9Ω.当开关S切换到

位置1时,电流表的示数为I1=0.2A;当开关S扳到位 置2时,电流表的示数为I2=0.3A.求电源的电动势 E和内阻r. 解: 根据闭合电路欧姆定律可列出方程: E=I1R1+I1r, E=I2R2+I2r.
消去E,解出r,得

I1R1 ? I 2 R2 r? I 2 ? I1
代入数值,得 r=1Ω. E=3V.
返回

将r值代入E=I1R1+I1r中,可得

例2. 在图中,电源内阻不能忽略,R1=5Ω,R2=4Ω
当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1=2A; 当开关S扳到位置2时,电流表的示数可能为下列情 况中的 ( C ) A. 2.5A B. 1.8A C. 2.2A D. 3.0A 解: 根据闭合电路欧姆定律可列出方程: E=I1R1+I1r, E=I2R2+I2r.

r=(I 2R 2 – I 1R1) / (I 1-I2) =(4 I 2 - 10) /(2-I2)>0 ∴2A<I2<2.5A ∴选C
返回

练习: 在图2所示的电路中,电源的内阻不能忽 略。已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω。当单刀 双掷开关S置于位置1时,电压表读数为2V。则 当S置于位置2时,电压表读数的可能值为[ B ] A.2.2V B.1.9V C.1.6V D.1.3V
解: E=U1+I 1r =2+2/10 r E=U2+I 2r =U2+U2/8 r

r=(U2 -2) / (0.2- U2 /8) > 0
1.6V< U2 <2V

选B
返回

4.电源的功率和效率 ①电源的总功率 PE=EI ⑴功率: ②电源的输出功率P出=UI ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r 电源的输出功率,P ?

?R ? r ?

E2R

2

?

?R ? r ?

4Rr

2

E2 E2 ? ? 4r 4r

可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示, P出 而当内外电阻相等时, Pm 电源的输出功率最大为

E Pm ? ⑵电源的效率: 4r P U R ?? ? ? PE E R ? r

2

O r
返回

R

(最后一个等号只适用于纯电阻电路)

5.闭合电路的U-I 图象

E

u

N

右图中a为电源的U-I图象; U M(I,U) b为外电阻的U-I 图象; b a a的斜率的绝对值表示内阻大小; a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势;β α I Im i b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;O 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和 路端电压; 该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率; 当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时)图中矩形 面积最大,即输出功率最大(可以看出当时路端电 压是电动势的一半,电流是最大电流的一半)。

例3:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的 U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输 出功率和电源的效率分别是: ( D ) A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% 解:由图线可知R =1 Ω, E=3V r=0.5

虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,
P出=4W P总=EI=6W = P出 / P总=4/6=67%
3 2 1 0 0 2 4

U/V

B A

I/A
6

例4 在图示电路中,电池的电动势E=5V,r=10 Ω,固定电 阻R=90 Ω,R0是可变电阻,在R0由0增加到400 Ω的过程 中,求: 1.可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率 2.电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和

解:1.将R看作内电阻的一部分,则 r1=r+R=100 Ω, 当R0 =100 Ω时,
可变电阻的消耗热功率最大为 P=E2/4r1=25/400=1/16 w 2. R上消耗的热功率最小,则 电流最小,总电阻最大, R0=400 Ω,

E=5V

r=10 Ω

R0
R=90 Ω

P=[E/(R0+R+r)]2 (R+r)=0.01w

变化电路的讨论
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。
以右图电路为例: 设R1增大,总电阻一定增大;

由U=E-Ir,U一定增大;

E 由I? I 一定减小; R?r

R1

R3

因此U4、I4一定增大; 由I3= I-I4, I3、U3一定减小; 由U2=U-U3,U2、I2一定增大; 由I1=I3 -I2,I1一定减小。

R2 R4

E r

例5. 在图3的电路中,当滑动变阻器的滑动头 向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为[ B ] A.A灯和B灯都变亮 R B.A灯、B灯都变暗 C.A灯变亮,B灯变暗 D.A灯变暗,B灯变亮 R1
解: R减小, R总减小,I 增大, U 减小, P A=U 2/RA减小, A灯变暗 IA=U/RA减小, I 1=I- IA增大, U 1=I 1R1增大, UB=U-U1减小, P B=UB 2/RB减小, B灯变暗.

例6. 如图所示电路,当滑线变阻器的滑动触头向b端
移动时( A ) (A)电压表的读数增大,电流表的读数减小 (B)电压表和电流表的读数减小 (C)电压表和电流表的读数增大 (D)电压表的读数减小,电流表的读数增大

例7: 如图4所示,当滑动变阻器的滑动片P向左移
动时,两电表的示数变化情况为 [ B ] A.电流表示数减小,电压表示数增大

B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.两表示数均增大

D.两表示数均减小

总结规律如下: ①总电路上R增大时总电流I 减小,路端电压U 增大; ②变化电阻本身的电阻、电流、电压和总电路 的电阻、电流、电压变化规律相同; ③和变化电阻有串联关系的,看电流。(即总 电流 减 小时,该电阻的电流、电压都减小) ④和变化电阻有并联关系的,看电压。(即路端 电压增大时,该电阻的电流、电压都 增大)

含有电动机的电路

例1. 某一用直流电动机提升重物的装置,如 上右图所示.重物的质量m=50千克,电源的电动 势ε=110伏特,不计电源内阻及各处的摩擦.当电 动机以v=0.90米/秒的恒定速度向上提升重物时, 电路中的电流强度I=5A,由此可见电动机线圈 的电阻等于多少?

解:由能量守恒定律 P电=P机+PR Iε=mgv+I 2R
5×110=500×0.90+25R ∴ R=4Ω

例2、如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω ,当电键 K 断开时,电阻 R 1 消耗的电功率是 2.88W ;当 电键闭合时,电阻 R 1 消耗的电功率是 2W ,若电源的电 动势为6V.求:电键闭合时,电动机输出的机械功率.
解:K断开时, I1 电源内阻

? P R1 ? 2.88 8 ? 0.6 A

r = E/I1-R1=2Ω

K闭合时,路端电压

U ? ? P?R1 ? 2 ? 8 ? 4V
K
D

R1中的电流 I 1′ =U′/R1=0.5A 总电流 I总= ( E - U ′) /r=1A 通过电动机的电流 ID=0.5A 电动机消耗的总功率PD=0.5×4=2W

R1=8 Ω

电动机的热功率P热=0.52×2=0.5W
电动机的机械功率P机=1.5W

Er

练习、如图示,电阻R1=20 Ω ,电动机的绕组R2=10 Ω 。当电键打开时,电流表的示数是 0.5A,当电键 合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电 流表的示数I 和电路消耗的电功率应是 D ( BD ) (A)I=1.5A (B)I<1.5A R1 A (C)P=15W (D)P<15W U 练习. 一台电动机,额定电压是100V,电阻是1Ω, 正常工作时,通过的电流为5A, 则电动机因发热损失的功率为 ( B ) 电动机的输出功率为 ( D ) (A)500W (B)25W (C)200W (D)475W

含有电容器的电路

例1、如图示:E=10V,内阻不计,C1=C2=30μF, R1=4Ω,R2=6Ω,先闭合开关S,待电路稳定后,再 将开关断开,则断开S后流过R1的电量为多少?
R1 R2

解:闭合S后,I=1A, UR1=4V UR2=6V
UC1=6V UC2=0V Q1= C1UC1 = 1.8×10-4 C

E

C1

C2

S

断开S后,两电容器的电压均升高为10V, R1 ′ ′ -4 带电量Q1 = Q2 = 3×10 C 流过R1的电量为 ΔQ = Q1′+ Q1′- Q1 = 4.2×10-4C
E

R2

C1

C2

练习.在如图示的电路中,电源的电动势E=3.0V, 内阻r=1.0 Ω ,电阻 R1 =10Ω ,R2=10Ω

R3=30Ω R4=35Ω ,电容器的电容 C=100μ F, 电容器原来不带电,求接通电键K后流过R4的总 电量。
解:K闭合后,

R 总= 9 Ω
U并=8/3 V

R ( ) 10? 40 1 R2 ? R3 R并 ? ? ? 8? R1 ? R2 ? R3 50 I= 1/3 A
R2 R4 E r R1

R3两端电压

U3=2.0 V

R3

C K

Q = C U3 =2.0×10-4 C


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