歐姆定律教案高中
發(fā)表時間:2020-11-13第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律。
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第7節(jié)閉合電路的歐姆定律
要點一閉合電路歐姆定律的相關(guān)問題
1.閉合電路歐姆定律的推導
設(shè)一個閉合電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,內(nèi)電路電壓為U內(nèi),外電路電阻為R,路端電壓為U外,電路電流為I,則
E=U內(nèi)+U外①
根據(jù)歐姆定律知:U外=IR②
U內(nèi)=Ir③
由①②③式解得I=ER+r
可見,閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這就是閉合電路的歐姆定律.
(1)閉合電路的歐姆定律表達式:I=ER+r.
閉合電路的歐姆定律變形式:E=IR+Ir或E=U外+Ir或U外=E-Ir.
E=IR+Ir只適用于外電路為純電阻的閉合電路.E=U外+Ir或U外=E-Ir既適用于外電路為純電阻的閉合電路,也適用于外電路為非純電阻的閉合電路.
(2)用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外是指路端電壓,不是內(nèi)電路兩端的電壓,也不是電源電動勢,所以U外E.
(3)當電源沒有接入電路時,因無電流通過內(nèi)電路,所以U內(nèi)=0,故此時E=U外,即電源電動勢等于電源沒有接入電路時的路端電壓.這提供了測E的一種方法.
2.路端電壓U外與外電阻R之間的關(guān)系
對一定電源、電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電路電阻的改變而改變,變化情況如下(“↑”表示增加,“↓”表示減少):
jab88.cOm
當外電路斷開時,R=∞,Ir=0,U=E,此為直接測量法測電動勢的依據(jù).
當外電路短路時,R=0,I=Er(稱為短路電流),U外=0.由于通常的電源內(nèi)阻很小,短路時會形成很大的電流.這就是嚴禁把電源兩極不經(jīng)負載直接相接的原因.
3.路端電壓與電流的關(guān)系圖象
(1)由U=E-Ir可知,U—I圖象是一條斜向下的直線,
如圖2-7-3所示.
圖2-7-3
(2)縱軸的截距等于電源的電動勢E;橫軸的截距等于外電路短路時的電流I0=Er.
(3)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻.即
r=EI0=ΔUΔI=tanθ
θ越大,表明電源的內(nèi)阻越大.
要點二解答閉合電路問題的一般步驟
首先要認清外電路上各元件的串、并聯(lián)關(guān)系,必要時,應(yīng)進行電路變換,畫出等效電路圖.
解題關(guān)鍵是求總電流I,求總電流的具體方法是:若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢,可用全電路歐姆定律(I=ER+r)直接求出I;若內(nèi)外電路上有多個電阻值未知,可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I;當以上兩種方法都行不通時,可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I.
求出總電流后,再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流.
1.內(nèi)外電路電勢如何升降?
在理解課本圖的基礎(chǔ)上,我們還可以把電源看成等效的兩部分即無內(nèi)阻理想電源和電阻r的串聯(lián),則閉合電路內(nèi)外電路的電勢升、降如圖2-7-4所示.
圖2-7-4
從電源正極開始,沿電流流向,先經(jīng)過電阻r,電勢降低Ir,再經(jīng)過外電路電阻R,電勢又降低IR;由電源的負極到正極非靜電力作用,使電勢又升高E,電源正負極的電勢用φ1、φ2表示,對整個過程有φ1-Ir-IR=φ2,即φ1-φ2=Ir+IR,亦即E=U內(nèi)+U外.
2.內(nèi)外電路功率、電源輸出功率、電源效率怎樣區(qū)別?
(1)各部分功率關(guān)系分析
由EIt=I2Rt+I2rt知,EI=I2R+I2r
其中EI為電源的總功率,I2r為電源內(nèi)耗功率,I2R為外電路消耗功率,也是電源的輸出功率.
(2)電源輸出功率特點
P出=UI=I2R=E2(r+R)2R=E2R(R-r)2+4Rr=E2(R-r)2R+4r,由此式可看出,當R=r時,P出有最大值,即Pm=E24R=E24r.
由圖2-7-5可以看出
圖2-7-5
①當R=r時,輸出功率最大,P出=E24r.
②當Rr時,若R增大,P出增大,當Rr時,若R增大,則P出減小.
③除R=r外,圖象上總有兩點輸出功率P出相等,如圖中R1與R2,則由(ER1+r)2R1=(ER2+r)2R2
整理得:R1R2=r2.
(3)電源的效率
①定義:輸出功率跟電路消耗的總功率的比值,即η=UIEI=UE.
②如果外電路為純電阻電路,則η=UE=IRI(R+r)=RR+r=11+rR,所以外電路電阻越大,電源效率越高.
③當電源輸出功率最大時,R=r,η=50%.
一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用
【例1】如圖2-7-6所示電動勢為2V的電源跟一個阻值R=9Ω的電阻接成閉合電路,測得電源兩端電壓為1.8V,求電源的內(nèi)阻.
圖2-7-6
答案1Ω
解析通過電阻R的電流為
I=UR=1.89A=0.2A
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir,得電源內(nèi)阻
r=E-UI=2-1.80.2Ω=1Ω.
二、電路的動態(tài)分析
【例2】如圖2-7-7所示,A、B、C三只電燈均能發(fā)光,當把滑動變阻器的觸頭P向下滑動時,三只電燈亮度的變化是()
圖2-7-7
A.A、B、C都變亮B.A、B變亮,C變暗
C.A、C變亮,B變暗D.A變亮,B、C變暗
答案B
解析滑動變阻器的觸頭P向下滑動時,滑動變阻器連入電路的阻值R減小,所以電路總阻值R總減小,由閉合電路歐姆定律知總電流(I總=ER總+r)變大,通過A的電流增大,A兩端的電壓UA增大,故A變亮;由于I總變大,所以內(nèi)阻上的電壓(U內(nèi)=I總r)變大,所以C上的電壓(UC=E-UA-U內(nèi))變小,通過C的電流IC變小,所以C變暗;由于I總變大,IC變小,所以通過B的電流(IB=I總-IC)一定增大,B燈變亮,選B.基本思路是“部分→整體→部分”,即從阻值變化的部分入手,由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況,再由閉合電路歐姆定律判知I總和U路端的變化情況,最后由部分電路的歐姆定律判知各分量的變化情況.
1.將一個電動勢為3V,內(nèi)阻不能忽略的電池兩端接一電阻R,當有1C的電荷通過電阻R時,在R上產(chǎn)生的熱量()
A.大于3JB.小于3J
C.等于3JD.內(nèi)阻未知,無法確定
答案B
解析根據(jù)W=qU=3J,而W為內(nèi)阻r和外電阻R上產(chǎn)生的熱量之和,故R上產(chǎn)生的熱量小于3J.
2.如圖2-7-8所示,用兩節(jié)干電池點亮幾只小燈泡,當逐一閉合開關(guān),接入燈泡增多時,以下說法正確的是()
圖2-7-8
A.燈少時各燈較亮,燈多時各燈較暗
B.燈多時各燈兩端的電壓較低
C.燈多時通過電池的電流較大
D.燈多時通過各燈的電流較大
答案ABC
解析由于電燈并聯(lián)在電路中,所以接入電路的電燈越多,總電阻越小,電路的總電流越大,選項C正確.此時電源的內(nèi)電壓越大,路端電壓越低,選項B正確.流過每個燈的電流越小,每個電燈越暗,選項A正確,選項D錯.
3.一太陽能電池板,測得它的開路電壓為800mV,短路電流為40mA,若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路,則它的路端電壓是()
A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V
答案D
解析電池板開路電壓等于電動勢E=800mV.短路時I=Er求得內(nèi)阻r=20Ω.再由歐姆定律或電壓分配關(guān)系,可得外接20Ω電阻時的路端電壓為0.40V.
4.如圖2-7-9所示,電源的電動勢E=24V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R=2Ω,M為直流電動機,其電阻r′=1Ω,電動機正常工作時,其兩端所接電壓表讀數(shù)為UV=21V,求電動機轉(zhuǎn)變機械能的功率是多大?
圖2-7-9
答案20W
解析由閉合電路歐姆定律可得:
E=UV+I(R+r)
則I=E-UVR+r=24-212+1A=1A
由能量守恒可知電動機輸出的機械功率為
P機=IUV-I2r′=(1×21-12×1)W=20W
題型一電路的動態(tài)分析
如圖1所示的電路,
圖1
閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P向左移動,下列結(jié)論正確的是()
A.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變大
B.小燈泡L變亮
C.電容器C上電荷量減小
D.以上說法都不對
思維步步高當滑片向左滑動時,電路中的總電阻怎樣變化?總電流怎么變化?路端電壓怎樣變化?電流表和電壓表分別是測量哪個電路的電流和哪個電阻兩端的電壓?電容器上的電壓和哪個電阻的電壓相等?
解析當滑片向左滑動時,電路中的總電阻變大,總電流減小,路端電壓變大.所以電流表的示數(shù)減小,電壓表的示數(shù)增大.小燈泡的電流是干路電流,燈泡變暗.電容器上的電壓是路端電壓,路端電壓增大,電容器上所帶的電荷量增加.
答案A
拓展探究電動勢為E、
圖2
內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖2所示的電路,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,下列說法正確的是()
A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大
B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小
C.電壓表讀數(shù)增大,電流表讀數(shù)減小
D.電壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)增大
答案A
解析設(shè)滑動變阻器的觸頭上部分電阻為x,則電路的總電阻為R總=r+R1+xR2x+R2,滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,并聯(lián)支路電阻x增大,故路端電壓變大,同時并聯(lián)部分的電壓變大,故通過電流表的電流增大,故選項A正確.
電路的動態(tài)分析的常規(guī)思路:①根據(jù)其中一個電阻的變化找出電路中總電阻的變化,其中斷路相當于電阻無窮大,短路相當于電阻等于零.②根據(jù)閉合電路歐姆定律找出電流和路端電壓的變化情況.③找出電壓表、電流表測量的哪一部分的電流和電壓.④分析出各個支路的電流和電壓的變化情況.
題型二含源電路的功率和效率
如圖3所示電路中,
圖3
定值電阻R2=r(r為電源內(nèi)阻),滑動變阻器的最大阻值為R1且R1R2+r,在滑動變阻器的滑片P由左端a向右滑動的過程中,以下說法正確的是()
A.電源的輸出功率變小
B.R2消耗的功率先變大后變小
C.滑動變阻器消耗的功率先變大后變小
D.以上說法都不對
思維步步高滑片向右移動,滑動變阻器接入電路部分電阻怎么變化?電路中的電流怎么變化?通過電源的電流和通過電阻R2的電流怎么變化?考慮滑動變阻器上的功率消耗時怎樣處理R2?
解析滑片向右移動,滑動變阻器接入電路部分電阻變小,電路中的電流變大,通過電源的電流和通過電阻R2的電流都變大,這兩個電阻是定值電阻,消耗的功率變大,在滑動的過程中內(nèi)阻始終小于外電阻,所以電源的輸出功率增大.考慮滑動變阻器上的功率消耗時可以把R2看成電源的一部分.當滑動變阻器的阻值等于2r時,消耗的功率最大.
答案C
拓展探究如圖4所示,
圖4
U—I圖線上,a、b、c各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài),b點α=β,則下列說法中正確的是()
A.在b點時,電源有最大輸出功率
B.在b點時,電源的總功率最大
C.從a到b時,β角增大,電源的總功率和輸出功率都將增大
D.從b到c時,β角增大,電源的總功率和輸出功率都將減小
答案AD
含源電路的功率和效率問題:①電源內(nèi)阻消耗的功率與干路電流有關(guān),干路電流越大,消耗的功率越大.②電源的輸出功率的最大值出現(xiàn)在外電阻和內(nèi)阻相等時,可把定值電阻等效為電源的內(nèi)電路,此時電動勢不變,內(nèi)阻為原內(nèi)阻和該電阻的串聯(lián)值.
一、選擇題
1.下列關(guān)于閉合電路的說法中,錯誤的是()
A.電源短路時,電源的內(nèi)電壓等于電動勢
B.電源短路時,路端電壓為零
C.電源斷路時,路端電壓最大
D.電源的負載增加時,路端電壓也增大
答案D
2.某電池當外電路斷開時,路端電壓為3V,接上8Ω的負載電阻后其路端電壓降為2.4V,則可以判定該電池的電動勢E和內(nèi)阻r分別為()
A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2Ω
C.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω
答案B
3.
圖5
法國和德國兩名科學家先后獨立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng),共同獲得2007年諾貝爾物理學獎.所謂“巨磁電阻”效應(yīng),是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現(xiàn)象,物理興趣小組的同學從“巨磁電阻”效應(yīng)聯(lián)想到一些應(yīng)用,他們的探究如下:為了兒童安全,布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針,可以先將玩具放置強磁場中,若其中有斷針,則斷針被磁化,用磁報警裝置可以檢測到斷針的存在.圖5是磁報警裝置一部分電路示意圖,其中RB是利用“巨磁電阻”效應(yīng)而制作的磁敏傳感器,它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小,a、b接報警器,當傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時,電流表的電流I、ab兩端的電壓U將()
A.I變大,U變大B.I變小,U變小
C.I變大,U變小D.I變小,U變大
答案C
解析當RB處出現(xiàn)斷針時,RB減小,R總減小,I總增大,I總r增大,Uab=E-I總r將減??;由于I總增大,所以R1分壓增大,UR1+URB=Uab,可得URB減小,IR3減小,由IR3+I=I總,可得I增大.
4.
圖6
如圖6所示是研究內(nèi)、外電壓的實驗裝置,“+”、“-”是電池的兩極,A、B是位于兩極內(nèi)側(cè)的探針,電壓表V、V′分別接在電池的兩極和兩探針上,R是滑動變阻器,P是它的滑動觸頭,下述中錯誤的是()
A.P向右滑動時V的示數(shù)增大
B.P向右滑動時V′的示數(shù)減小
C.電壓表V′跟A端相連的接線柱應(yīng)是“+”接線柱
D.電壓表V′跟B端相連的接線柱應(yīng)是“+”接線柱
答案C
解析P向右滑動時,變阻器有效電阻變大,總電流變小,內(nèi)電壓U′=Ir變小,路端電壓U變大,故A、B正確.在內(nèi)電路中電流是從B經(jīng)電解液流向A,φBφA,電壓表V′跟B端相連的接線柱是“+”接線柱,跟A端相連的接線柱是“-”接線柱,故C錯誤,D正確.
5.如圖7所示,
圖7
經(jīng)過精確校準的電壓表V1和V2,分別用來測量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時,讀數(shù)依次為12.7V和12.3V,則()
A.a(chǎn)、b間的實際電壓略大于12.7V
B.a(chǎn)、b間的實際電壓略小于12.3V
C.電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻
D.電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻
答案AC
解析并聯(lián)電壓表使電路電阻減小,電流增大,故a、b兩端電壓比實際電壓要小,且電壓表內(nèi)阻越大,測量值越大,越接近實際電壓.
6.如圖8所示,
圖8
E為電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器.當R2的滑動觸點在a端時合上開關(guān)S,此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動,則三個電表示數(shù)的變化情況是()
A.I1增大,I2不變,U增大
B.I1減小,I2增大,U減小
C.I1增大,I2減小,U增大
D.I1減小,I2不變,U減小
答案B
解析滑動觸點由a向b移動時,R2阻值減小,所以總電阻減小,電路中總電流增大,則內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,故U減??;總電流增大,R3兩端電壓也增大,所以并聯(lián)電壓減小,故I1減小,I2增大.
7.如圖9所示電路中,
圖9
電源電動勢恒定,要想使燈泡變暗,可以()
A.增大R1
B.減小R1
C.增大R2
D.減小R2
答案AD
解析電容器相當于斷路,電路實際上是R和R2并聯(lián)后再和R1串聯(lián).當R1增大,R總增大,I總減小,R分配電流減小,燈泡變暗;當R2增大,R總增大,I總減小,U增大,UR1減小,所以UR=(U-UR1)增大,燈泡變亮.
二、計算實驗題
8.如圖11所示的電路中,
圖11
當S閉合時,電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A.當S斷開時,它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A,求電源的電動勢.
答案2V
解析當S閉合時,R1、R2并聯(lián)接入電路,由閉合電路歐姆定律得:
U=E-Ir,即E=1.6+0.4r①
當S斷開時,只有R1接入電路,由閉合電路歐姆定律得:
U′=E-I′r,即E=(1.6+0.1)+(0.4-0.1)r②
由①②得:E=2V,r=1Ω
9.如圖12所示,
圖12
電解槽A和電爐B并聯(lián)接到電源上,電源內(nèi)阻r=1Ω,電爐電阻R=19Ω,電解槽電阻r=0.5Ω,當S1閉合、S2斷開時,電爐消耗的功率為648W;S1、S2都閉合時,電爐消耗的功率475W.(電爐電阻不變),試求:
(1)電源電動勢.
(2)S1、S2都閉合時,流過電解槽的電流大?。?br>
(3)S1、S2都閉合時,電解槽電能轉(zhuǎn)化成化學能的功率.
答案(1)120V(2)20A(3)1900W
解析S1閉合,S2斷開時,電爐功率P1=I2R,所以I=P1R=64819A,電源電動勢E=I(R+r)=120V.
(2)S1、S2都閉合時,電爐功率P2=I2RR
所以IR=P2R=47519A=5A
路端電壓U=IRR=19×5V=95V
通過電源的電流I=E-Ur=120-951A=25A
電解槽中電流IA=I-IR=20A
(3)電解槽消耗電功率
PA=IAU=20×95W=1900W
10.如圖13所示的電路,
圖13
外電路電阻皆為R,電源內(nèi)阻為R4,當S斷開時,在電容器極板間放一個質(zhì)量為m,帶電荷量q的電荷恰能靜止,在S閉合時,電容器極板間放一個質(zhì)量仍為m,帶電荷量為q′的電荷,恰能靜止,請?zhí)骄糠治鰍和q′應(yīng)有什么關(guān)系.
答案見解析
解析設(shè)電動勢為E,電容器板間距離為d,則當S斷開時
I=ER4+R=4E5R,所以UC=UR=IR=4E5
由電荷靜止,可由受力平衡得UCdq=mg
整理可得:q=5mgd4E①
當S閉合時,I=ER4+R3RR+3R=ER
UC′=I4R=E4RR=E4
由電荷受力平衡得UC′dq′=mg,整理可得q′=4mgdE②
由①②可得qq′=516.
第8節(jié)多用電表
.
要點一歐姆表的原理和選擋
1.原理
歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的測量電阻的儀表,可以直接讀出電阻值,比用伏安法測電阻要方便得多.
圖2-8-5
原理如圖2-8-5所示.
調(diào)零時,Ig=ERg+r+R=ER內(nèi);測量時,I=ER內(nèi)+Rx.
只要將對應(yīng)Rx值的電流刻度I改為阻值Rx,即為歐姆表.
由于I與R的非線性關(guān)系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應(yīng)的電阻刻度卻是不均勻的,電阻零刻度在電流滿偏處.
注意紅表筆接歐姆表內(nèi)部電源負極,而黑表筆接內(nèi)部電源的正極.
2.歐姆表的選擋
從理論上講,歐姆表可直接測量從零至無限大之間任何阻值的電阻,但由于面板刻度不均勻,使得在零值附近和無限大值附近很難準確地讀出被測電阻的數(shù)值(測量誤差很大).一般來說,歐姆表刻度標尺長度的10%~90%之間為有效工作刻度.另外當Rx=R內(nèi),即在中值附近時,指針偏角Φ與Rx的關(guān)系比較接近線性,刻度較均勻,因此,在具體測量時,最好使指針位于中央附近,這就是選擋的依據(jù).
在使用歐姆表前,首先應(yīng)估測待測電阻的大小,選擇合適的擋位(通常按大量程向小量程擋位順序選擇).如果選擇的擋位不合適,則應(yīng)重新?lián)Q擋,若指針偏角較小,則應(yīng)選擇倍率高一擋的擋位,反之則選低一擋的擋位.
要點二多用電表使用的注意事項
1.表盤面上“+”“-”插孔表示直流電流擋、直流電壓擋的正、負接線柱,因此,不管測什么,首先將紅表筆插入“+”插孔,將黑表筆插入“-”插孔.那么用直流電流擋、直流電壓擋時,電流從紅表筆流入,從黑表筆流出;用電阻擋時由原理圖可知,紅表筆連接的是表內(nèi)電源的負極.黑表筆連接的是表內(nèi)電源的正極,因此,電流還是從紅表筆流入,從黑表筆流出.
2.測量前,應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)項目的適當量程上,讀數(shù)時要注意擋位與刻度盤的對應(yīng).直流電流擋、直流電壓擋跟電流表和電壓表的使用方法一樣.要注意所選的量程應(yīng)大于用電器兩端電壓的估計值和通過用電器電流的估計值.
3.歐姆擋的使用需要注意以下幾點:①選擋接著調(diào)零(選擋的原則:指針越接近中值電阻,讀數(shù)越精確);②換擋重新電阻調(diào)零;③示數(shù)要乘以倍率;④用完后將選擇開關(guān)撥離歐姆擋,一般旋至交流電壓最高擋或“OFF”擋上,長期不用時應(yīng)把電池取出;⑤被測電阻要跟電源、其他元件分離.
1.黑箱問題和電路故障問題有哪些?
不同的元件有不同的特性,不同的故障,出現(xiàn)不同的現(xiàn)象.
(1)常見元件特性及測量現(xiàn)象
①電阻的特點是不分極性的,即正向和反向電阻大小相等.
②二極管的特點是具有單向?qū)щ娦裕娏髦荒苡烧龢O流向負極,因此多用電表的歐姆擋測量其正向電阻(黑表筆接正極,紅表筆接負極)時,有一個較小的電阻值.而測其反向電阻時,電阻為很大或接近無窮大.
③電容的特點也可用測電阻的方法探測.因為多用電表的歐姆擋內(nèi)部帶有電源,與電容連接時會給電容充電,隨著充電的進行,充電電流逐漸減小,因此測其電阻時,一開始電阻值較小,后來阻值逐漸增大,最后接近無窮大.
④電源不同于其他任何元件,因為它能提供電壓,用多用電表的電壓擋可直接探測.
(2)常見電路故障類型及現(xiàn)象
多用電表的電壓、電流、歐姆擋都可以用來檢測電路故障,實際使用直流電壓擋測電壓和歐姆擋測電阻較多.具體操作時要注意各種情況的使用規(guī)則,根據(jù)測量結(jié)果和串并聯(lián)電路特點來考慮故障位置和原因.特別注意到一點,某段電路無電流時,電路中各點電勢相等,是判斷電路故障時常用依據(jù).
電路中兩點間無電壓,表示兩點間電路無故障;電路中的兩點間有電壓(接近電動勢)表示兩點間有斷點,其他部分無故障.
2.多用電表用途有哪些?
檢測大容量電容器:對于容量較大(1μF以上)的電容器,可用多用電表的電阻(R×100擋或R×1k擋)進行簡易檢測.當多用電表的兩表筆分別與電容器的兩極接觸時,若指針根本不動,則表示該電容器已斷路;如果指針由快到慢地擺動,然后又回到“∞”處,表明這個電容器良好,且電容器的容量越大指針擺過的偏角越大;若指針立即指到右端“0”位置而不回擺,則表示該電容器已被擊穿(短路);若指針向右端擺動,但最終不能回擺到左端的“∞”,則表示該電容器漏電了.
判斷火線和零線:當電線裸露時,我們用測電筆可以很方便地判斷出火線和零線.能否在不剝?nèi)ル娋€絕緣層的情況下,判斷火線和零線呢?用多用電表就可以做到.方法是:將選擇開關(guān)置于小量程的交流擋,取下黑表筆,將紅表筆插在“+”孔.先把被測處的兩根電線拉開2~5cm的距離,再用紅表筆的尖分別去碰觸兩根電線,多用電表顯示值較大的即為火線.
一、歐姆表的工作原理
【例1】若某歐姆表表頭的滿偏電流為5mA,內(nèi)裝一節(jié)干電池,電動勢為1.5V,那么該歐姆表的內(nèi)阻為多少?待測電阻接入紅、黑兩表筆間時,指針偏在滿刻度的3/4處,則待測電阻的阻值為多少?
答案300Ω100Ω
解析將紅、黑表筆短接、調(diào)節(jié)調(diào)零電阻的阻值,當電流滿偏時Ig=ERg+r+R0
所以歐姆表的內(nèi)阻
R內(nèi)=Rg+r+R0=EIg=1.55×10-3Ω=300Ω
當電流為34Ig時,有34Ig=ER內(nèi)+Rx,即R內(nèi)+Rx=4E3Ig=400Ω,故Rx=100Ω
二、多用電表測電阻的過程
【例2】如圖2-8-6所示為一可供使用的多用電表,
圖2-8-6
S為選擇開關(guān),Q為電阻擋調(diào)零旋鈕.現(xiàn)在要用它檢測兩個電阻的阻值(圖中未畫電阻).已知阻值分別為R1=60Ω,R2=470kΩ.下面提出了在測量過程中一系列可能的操作,請你選出能盡可能準確地測定各阻值和符合于多用表安全使用規(guī)則的各項操作,并且將它們按合理順序填寫在后面的橫線上的空白處.
A.旋動S使其尖端對準電阻擋×1k
B.旋動S使其尖端對準電阻擋×100
C.旋動S使其尖端對準電阻擋×10
D.旋動S使其尖端對準電阻擋×1
E.旋動S使其尖端對準V1000
F.將兩表筆分別接到R1的兩端,讀出R1的阻值,隨后即斷開
G.將兩表筆分別接到R2的兩端,讀出R2的阻值,隨后即斷開
H.兩表筆短接,調(diào)節(jié)Q使表針對準電阻擋刻度盤上的0,隨后即斷開
所選操作及其順序為(用字母代號填寫):________________(操作步驟可以重復選用).
答案AHGDHFE(或DHFAHGE)
解析多用電表測量電阻時,量程的選擇以指針中央附近時讀數(shù)較準確,由表盤中值示數(shù)約150可知,測R1=60Ω的電阻時,只能選“×1”擋;測R2=470kΩ時,應(yīng)選擇“×1k”擋,并且在每次選定量程后,都必須將兩表筆短接,進行電阻擋調(diào)零,所以題目中所給操作H需重復選用.在測量過程中對R1與R2測量的先后沒有什么限制,但測量完畢后,功能選擇開關(guān)必須旋離電阻擋,撥到交流(V)高壓擋或“OFF”處,所以合理的操作及順序為AHGDHFE或DHFAHGE.
1.關(guān)于多用電表表面上的刻度線,下列說法中正確的是()
A.直流電流刻度線和直流電壓刻度線是均勻的,可以共用同一刻度線
B.電阻刻度是不均勻的
C.電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線相對應(yīng)
D.電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線不對應(yīng)
答案ABC
2.圖2-8-7為多用電表歐姆擋的原理示意圖,
圖2-8-7
其中電流表的滿偏電流為300μA,內(nèi)阻Rg=100Ω,調(diào)零電阻的最大值R=50kΩ,串聯(lián)的固定電阻R0=50Ω,電池電動勢E=1.5V,用它測量電阻Rx,能準確測量的阻值范圍是()
A.3kΩ~8kΩ
B.30kΩ~80kΩ
C.300kΩ~800kΩ
D.300Ω~800Ω
答案A
3.用多用電表的歐姆擋測某一電阻的阻值時,分別用×1、×10、×100三個電阻擋測了三次,指針所指的位置如圖2-8-8所示.
圖2-8-8
其中①是用________擋,②是用________擋,③是用________擋,為提高測量的精確度,應(yīng)該用________擋,被測電阻阻值約為________.
答案×1×10×100×10300Ω
解析乘的倍率越大,示數(shù)越小,故①是“×1”擋,②是“×10”擋,③是“×100”擋.為了提高測量的準確度,指針應(yīng)在表盤的中間附近,故選“×10”擋測量.被測電阻阻值約為30×10Ω=300Ω.
4.如圖2-8-9所示,某幢居民樓有甲、乙兩個房間需要從一樓接電,已知一樓的接線盒內(nèi)有4根電纜(未做任何標記),其中有兩根通向甲房間,有兩根通向乙房間,如果只用一只多用電表,試判斷通向甲房間的電纜是哪兩根?
圖2-8-9
答案可將甲房間內(nèi)的兩根電纜接在一起然后在一樓用多用電表的歐姆擋分別測量這四根電纜c、d、e、f兩兩間的電阻值,如果電阻為∞,說明這兩根電纜不可能同時都通向甲房間,如果某次測量中電阻較小,說明這兩根電纜一定就是通向甲房間的那兩根,其余兩根電纜就是通向乙房間的.
題型一歐姆表的工作原理
圖1是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖,此歐姆表已經(jīng)調(diào)零,用此歐姆表測一阻值為R的電阻時,指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度4/5處.現(xiàn)用該表測一未知電阻,指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/5處,則該電阻的阻值為()
圖1
A.4RB.5RC.10RD.16R
思維步步高歐姆表的內(nèi)阻分為幾部分組成?當進行電阻調(diào)零時,電流表的示數(shù)是多少?當進行電阻測量時,指針偏轉(zhuǎn)的含義是什么?
解析當進行電阻調(diào)零時,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,此時歐姆表滿偏,即Ig=ER內(nèi),當測量電阻值為R的電阻時,有4Ig5=ER內(nèi)+R,設(shè)待測電阻阻值為R′,則有:Ig5=ER內(nèi)+R′,聯(lián)立各式即可得到結(jié)論.
答案D
拓展探究關(guān)于多用電表,下列說法正確的是()
A.多用表是電壓表、電流表、歐姆表共用一個表頭改裝而成的
B.用多用表無論是測電壓、電流還是測電阻,紅表筆的電勢都高于黑表筆的電勢
C.多用表的電壓擋、電流擋和歐姆擋都是靠外部提供電流的
D.用多用表測電壓、測電流和測電阻時,電流都是從紅表筆流入的
答案AD
解析多用電表內(nèi)只有一個表頭,所以A選項正確;對于多用電表,電流都是從紅表筆流進,從黑表筆流出.其它測量電流的來源都是外電路提供的,但是歐姆擋和其它擋不同,它是靠內(nèi)部提供電源的.
多用電表的歐姆表部分的工作原理和電壓表、電流表的工作原理有所不同,原因是內(nèi)部存在電源,當進行電阻調(diào)零時實際上是待測電阻為零,此時電流最大;當接入電阻時,指針偏轉(zhuǎn)角度減小,通過電流的變化情況來判斷外電阻的變化情況.
題型二多用電表的使用
圖2為一正在測量中的多用電表表盤.
圖2
(1)如果是用×10Ω擋測量電阻,則讀數(shù)為________Ω.
(2)如果是用直流10mA擋測量電流,則讀數(shù)為______mA.
(3)如果是用直流5V擋測量電壓,則讀數(shù)為________V.
思維步步高在進行電阻測量時應(yīng)該怎樣進行讀數(shù)?是不是需要估讀?若在表盤上沒有直流10mA的刻度盤,怎樣進行處理?
解析如果是進行的電阻測量,讀數(shù)時應(yīng)該用最上面一行刻度,然后再乘以倍率.在進行電流的測量時,電流擋是10mA,沒有直接能夠讀數(shù)的表盤刻度,可以選擇滿偏刻度為50的刻度盤,每個小格代表0.2mA進行讀數(shù).
答案(1)60(2)7.18(3)3.59
拓展探究要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,所備器材如下:
A.待測電壓表V(量程3V,內(nèi)阻未知)
B.電流表A(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)
C.定值電阻R(阻值2kΩ,額定電流50mA)
D.蓄電池E(電動勢略小于3V,內(nèi)阻不計)
E.多用電表
F.開關(guān)K1、K2,導線若干
有一同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:
(1)首先,用多用電表進行粗測,選用×100Ω倍率,操作方法正確.若這時刻度盤上的指針位置如圖3所示,則測量的結(jié)果是________Ω.
圖3
(2)為了更精確地測出此電壓表內(nèi)阻,該同學設(shè)計了如圖4所示的甲、乙實驗電路,你認為其中較合理的電路圖是________.其理由是____________________________.
圖4
(3)在圖5中,根據(jù)你選擇的電路把實物連接好.
圖5
(4)用你選擇的電路進行實驗時,請簡述實驗步驟:________________________;用上述所測量的符號表示電壓表的內(nèi)阻RV=________.
答案(1)3000(2)乙甲圖中電流表的示數(shù)太小,誤差太大.乙圖中R的阻值與電壓表阻值接近,誤差?。?br>
(3)實物連接圖如下圖所示
(4)實驗步驟:①閉合,再閉合,讀得電壓表示數(shù);再斷開,讀得電壓表示數(shù).②
多用電表使用的考查集中在以下幾個方面:①多用電表的讀數(shù),注意不同的測量量所用的表盤不同.②測量電阻.由于其工作原理的限制,只能進行電阻的粗略測量,并且換擋必須進行調(diào)零.
一、選擇題
1.關(guān)于歐姆表,下列說法正確的是()
A.歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的
B.由于電流和電阻成反比,所以刻度盤上的刻度是均勻的
C.使用歐姆表時,選擇好一定量程的歐姆擋后首先應(yīng)該將兩表筆短接,進行電阻調(diào)零,換擋后不必重新調(diào)零
D.若測量時指針偏角較小,應(yīng)換用較小倍率擋測量
答案A
2.用多用電表的歐姆擋(×1000Ω)檢驗性能良好的晶體二極管,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小,這說明()
A.二極管加有正向電壓,故測得電阻很小
B.二極管加有反向電壓,故測得電阻很大
C.此時紅表筆接的是二極管的正極
D.此時紅表筆接的是二極管的負極
答案BC
解析用歐姆擋進行檢查,指針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小,說明電阻值接近無窮大,二極管加有反向電壓.而歐姆表的紅表筆是和電源負極相連,二極管不導通,說明紅表筆接的是二極管正極.
3.下列說法中正確的是()
A.歐姆表的每一擋測量范圍都是0到∞
B.歐姆表只能用來粗略地測量電阻
C.用歐姆表測電阻,指針越接近刻度中央誤差越大
D.用歐姆表測電阻,指針越靠近刻度右邊誤差越小
答案AB
解析由于歐姆表刻度不均勻,只能對電阻粗略地進行測量.
4.一個用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表,調(diào)零后用它測量500Ω的標準電阻時,指針恰好指在刻度盤的正中間.如用它測量一個未知電阻時,指針指在1mA處,則被測電阻的阻值為()
A.1000ΩB.5000ΩC.1500ΩD.2000Ω
答案A
解析本題主要考查對歐姆表的原理的理解.設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi),由歐姆定律知:3×10-3A=ER內(nèi),1.5×10-3A=ER內(nèi)+500Ω,所以R內(nèi)=500Ω,E=1.5V,又1×10-3A=ER內(nèi)+Rx,所以Rx=1000Ω.
5.
圖6
有三個電阻串聯(lián),如圖6所示,電流表是完好的,合上開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零,在不拆開電路的前提下,通過電壓表測量各連接點的電壓值,可判斷故障原因.電壓表測量數(shù)據(jù)為Uab=Ucd=0,Uac≠0,則該電路的故障原因可能是()
A.R1斷路B.R2斷路
C.R3斷路D.R1、R2、R3斷路
答案B
解析若R1斷路,Uab≠0,A錯誤;若R2斷路,Uab=Ucd=0,Uac≠0,且電流表的示數(shù)為零.B正確;若R3斷路.Ucd≠0,C錯誤;若R1、R2、R3斷路,Uac=0.D錯誤.
6.調(diào)零后,用“×10”擋測量一個電阻的阻值,發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度極小,正確的判斷和做法是()
A.這個電阻值很小
B.這個電阻值很大
C.為了把電阻測得更準一些,應(yīng)換用“×1”擋,重新調(diào)零后再測量
D.為了把電阻測得更準一些,應(yīng)換用“×100”擋,重新調(diào)零后再測量
答案BD
7.
圖7
某學生做研究串聯(lián)電路電壓特點的實驗時,接成如圖7所示的電路,接通S后,他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U;當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U;當并聯(lián)在B、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,故障的原因可能是()
A.AB段斷路B.BC段斷路
C.AB段短路D.BC段短路
答案AD
解析由題意可得UAB=UAC=U,說明由A、B分別至電源的線路均已接通.若BC段完好,則AB段斷路;若BC段短路,則AB段可能斷路,也可能完好.又由題述得UBC=0,因而可能AB段斷路,或BC段短路,也有可能出現(xiàn)兩者同時發(fā)生的情況.分析時考慮要全面,要把故障的可能原因全部找出來,不要漏掉正確選項.
二、計算實驗題
8.圖8所示
圖8
的歐姆表示意圖中,電流表的滿偏電流Ig=200μA,內(nèi)阻Rg=100Ω,R0=1.4kΩ,電源電動勢E=1.5V,電源內(nèi)阻不計,歐姆表的調(diào)零電阻的有效值R是多大?當測量某電阻時,指針恰好在中間位置,則被測電阻R1是多大?
答案6kΩ7.5kΩ
解析對歐姆表調(diào)零時,指針指在0處,此位置為滿偏電流的位置,即:Ig=ERg+R0+R,解得:R=EIg-Rg-R0=1.5200×10-6Ω-100Ω-1400Ω=6000Ω=6kΩ
歐姆表總內(nèi)阻R內(nèi)=R+R0+Rg=7.5kΩ
當指針在中間位置時
Ig2=ER內(nèi)+R1得R1=2EIg-R內(nèi)=7.5kΩ
9.(1)如圖9所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條線分別表示多用電表指針的指示位置.將選擇開關(guān)置于直流“50V”擋,Ⅱ的示數(shù)為________V,Ⅲ的示數(shù)為________V;選擇開關(guān)置于直流“100mA”擋,Ⅰ的示數(shù)為________mA;將多用電表的選擇開關(guān)置于“×10Ω”擋,Ⅲ的示數(shù)是________Ω.若接著要測阻值約為30Ω的電阻,應(yīng)采用的測量步驟是:________________________________________________________________________.
圖9
(2)用多用電表的歐姆擋(×100Ω)測試三只晶體二極管,其結(jié)果依次如圖10甲、乙、丙所示,由圖可知,圖________的二極管是好的,該二極管的正極是________端.
圖10
答案(1)20.010.0501.20×103將選擇開關(guān)換到×1Ω擋,重新進行歐姆調(diào)零,再進行測量(2)乙a
10.多用電表表頭的示意圖如圖11所示,在正確操作的情況下:
圖11
(1)若選擇開關(guān)的位置如箭頭a所示,則測量的物理量是________,測量結(jié)果為________.
(2)若選擇開關(guān)的位置如箭頭b所示,則測量的物理量是________,測量結(jié)果為________.
(3)若選擇開關(guān)的位置如箭頭c所示,則測量的物理量是________,測量結(jié)果為________.
(4)若選擇開關(guān)的位置如箭頭c所示,正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小,那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該為:__________________________________.
(5)全部測量結(jié)束后,應(yīng)將選擇開關(guān)撥到________擋或者________.
(6)無論用多用電表進行何種測量(限于直流),電流都應(yīng)該從________色表筆經(jīng)________插孔流入電表.
答案(1)直流電壓1.25V(2)直流電流50mA
(3)電阻1.7kΩ(4)選用歐姆表“×1k”倍率,重新調(diào)零,將紅黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線,讀出指針所指刻度,再乘以倍率得測量值(5)“off”交流電壓500V擋(6)紅正
解析多用電表可以測直流電壓、直流電流、交流電壓、電阻.測電壓、電流時,同電壓表、電流表的使用方法相同,選擇的擋位是最大量程;而選擇測電阻擋位時,指針指示的數(shù),乘以倍率得測量值.
延伸閱讀
閉合電路的歐姆定律
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師掌握上課時的教學節(jié)奏。那么,你知道教案要怎么寫呢?下面是小編為大家整理的“閉合電路的歐姆定律”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
【課題】
閉合電路的歐姆定律學案課前預(yù)習學案編號:
一、預(yù)習目標
理解閉合電路歐姆定律及其表達式
二、預(yù)習內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動勢等于電源___________時兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達式并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題
2、理解路端電壓與負載的關(guān)系
二、學習過程
一、路端電壓與負載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當R_____時,U增大,當R_____時,U減小
○2當外電路斷開時,R=∞,I=_____,U=_____
當外電路短路時,R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當開關(guān)處于位置1時,電流表讀數(shù)I1=0.2A;當開關(guān)處于位置2時,電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖3所示的電路中,店員電動勢為6V,當開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
(三)當堂檢測
1、如圖4所示的電路中,當變阻器R3的滑動觸頭P向b端移動時()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、關(guān)于電源的電動勢,下面敘述正確的是()
A、電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動勢就會發(fā)生變化
C、電源的電動勢時表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時,路端電壓變大,電源的電動勢也變大
3、如圖7所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
4、如圖8所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的圖像,則下屬說法中不正確的示()
A、電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1I2
B、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當電源的工作電流變化相同時,電源2的路端電壓變化較大
5、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時,兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
6、在如圖9所示的電路中,電源電動勢E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。
4.1閉合電路歐姆定律
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,使教師有一個簡單易懂的教學思路。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“4.1閉合電路歐姆定律”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
4.1閉合電路歐姆定律
教學目標
(一)知識目標
1、知道電動勢的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題.
3、知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關(guān)問題.
5、理解閉合電路的功率表達式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標
1、培養(yǎng)學生分析解決問題能力,會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達,并能用來分析、計算有關(guān)問題.
3、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學生用多種方式分析問題能力.
(三)情感目標
1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學生普遍聯(lián)系觀點
2、通過分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過對閉合電路的分析計算,培養(yǎng)學生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點說明電動勢的意義
教學建議
1、電源電動勢的概念在高中是個難點,是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動勢的概念時,可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負極將正電荷運送到正極,克服電場力做功,非靜電力搬運電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動勢的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法,給出電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和的結(jié)論.教學中不要求論證這個結(jié)論.教材中給出一個比喻(兒童滑梯),幫助學生接受這個結(jié)論.
需要強調(diào)的是電源的電動勢反映的電源做功的能力,它與外電路無關(guān),是由電源本生的特性決定的.
電動勢是標量,沒有方向,這要給學生說明,如果學生程度較好,可以向?qū)W生說明,做為電源,由正負極之分,在電源內(nèi)部,電流從負極流向正極,為了說明問題方便,也給電動勢一個方向,人們規(guī)定電源電動勢的方向為內(nèi)電路的電流方向,即從負極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個難點.希望作好演示實驗,使學生有明確的感性認識,然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學生熟悉這個圖線.
學生應(yīng)該知道,斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此,用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內(nèi)阻時,希望通過第五節(jié)的“思考與討論”,讓學生自己解決這個問題.
3、最后講述閉合電路中的功率,得出公式,.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點說明,公式左方的表示單位時間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點,就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中.
教學設(shè)計方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學目標
1、在物理知識方面的要求:
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)知道電動勢是表征電源特性的物理量,它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律,理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求:
(1)通過電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學,使學生學會運用實驗探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動勢的物理意義.
(3)通過對路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學生的推理能力.
(4)通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學生用多種方式分析
二、重點、難點分析
1、重點:
(1)電動勢是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點:
(1)閉合回路中電源電動勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強度隨外電阻變化的關(guān)系
三、教學過程設(shè)計
引入新課:
教師:同學們都知道,電荷的定向移動形成電流.那么,導體中形成電流的條件是什么呢?(學生答:導體兩端有電勢差.)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢差.當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場力的作用下通過導線產(chǎn)生定向移動而形成電流,但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差,從而在導線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時,電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加.
板書:1、電源:電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量,也不創(chuàng)造電荷.例如:干電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機是把機械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師:電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,并且能夠提供恒定的電壓,那么不同的電源,兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號、2號、5號、7號),請幾個同學觀察電池上面寫的規(guī)格,發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號不同,但是都標有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進行測量,發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實是1.5V.講臺上還擺放有手搖發(fā)電機、蓄電池、紐扣電池,它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學生回答:不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學生:用電壓表直接測量)
結(jié)論:電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定,同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的,不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性,物理學中引入了電動勢的概念.
板書:2、電源電動勢
教師:從上面的演示和分析可知,電源的電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓.
板書:電源的電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時其兩極間的電壓.
例如,各種型號的干電池的電動勢都是1.5V.那么把一節(jié)1號電池接入電路中,它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示,電路如圖所示,結(jié)論:開關(guān)閉合前,電壓表示數(shù)是1.5V,開關(guān)閉合后,電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實驗表明,電路中有了電流后,電源兩極間的電壓減少了.
教師:上面的實驗中,開關(guān)閉合后,電源兩極間的電壓降為1.4V,那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實驗電路,介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分,電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路,電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過實驗來研究閉合電路中電動勢和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.
板書:3、內(nèi)電壓和外電壓
教師:向?qū)W生介紹實驗裝置及電路連接方法,重點說明內(nèi)電壓的測量.實驗中接通電鍵,移動滑動變阻器的滑動頭使其阻值減小,由兩個電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓
和的值.再斷開電鍵,由電壓表測出電動勢.分析實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學生:在誤差許可的范圍內(nèi),內(nèi)、外電壓之和等于電源電動勢.
板書:在閉合電路中,電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和,即.
下面我們來分析在整個電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師:我們來做一個實驗,電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時小燈泡的亮度.
結(jié)論:把開關(guān)撥到2后,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時還稍暗些.怎么解釋這個實驗現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學習的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書:閉合電路的歐姆定律
教師:在圖1所示電路圖中,設(shè)電流為,根據(jù)歐姆定律,,,那么,電流強度,這就是閉合電路的歐姆定律.
板書:4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容:閉合電路中的電流強度和電源電動勢成正比,和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達式為.
同學們從這個表達式可以看出,在電源恒定時,電路中的電流強度隨電路的外電阻變化而變化;當外電路中的電阻是定值電阻時,電路中的電流強度和電源有關(guān).
教師:同學們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個實驗現(xiàn)象呢?
學生:9V的電源如果內(nèi)電阻很大,由閉合電路的歐姆定律可知,用它做電源,電路中的電流I可能較??;而電動勢3V的電源內(nèi)阻如果很小,電路中的電流可能比大,用這兩個電源分別給相同的小燈泡供電,燈泡的亮度取決于,那么就出現(xiàn)了剛才的實驗現(xiàn)象了.
教師:很好.一般電源的電動勢和內(nèi)電阻在短時間內(nèi)可以認為是不變的.那么外電阻的變化,就會引起電路中電流的變化,繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書:5幾個重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實驗,圖3所示電路,
4節(jié)1號電池和1個10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因為通常電源內(nèi)阻很小,的變化也很小,現(xiàn)象不明顯)移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師:從實驗出發(fā),隨著電阻的增大,電流逐漸減小,路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個實驗現(xiàn)象嗎?
學生:因為變大,閉合電路的總電阻增大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,,電路中的總電流減小,又因為,則路端電壓增大.
教師:正確.我們得出結(jié)論,路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減?。话阏J為電動勢和內(nèi)電阻在短時間內(nèi)是不變的,初中我們認為電路兩端電壓是不變的,應(yīng)該是有條件的,當→無窮大時,→0,外電路可視為斷路,→0,根據(jù),則,即當外電路斷開時,用電壓表直接測量電源兩極電壓,數(shù)值等于電源的電動勢;當減小為0時,電路可視為短路,為短路電流,路端電壓.
板書5:路端電壓隨外電阻增大而增大,隨外電阻減小而減小.斷路時,→∞,→0,;短路時,,.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師:在純電阻電路中,當用一個固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時,輸出的功率,
又因為,
所以,
當時,電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線,如圖所示.
板書6:在純電阻電路中,當用一個固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時,輸出的功率有最大值.
教師:當輸出功率最大時,電源的效率是否也最大呢?
板書7:電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師:在電路中電源的總功率為,輸出的功率為,內(nèi)電路損耗的功率為,則電源的效率為,當變大,也變大.而當時,即輸出功率最大時,電源的效率=50%.
板書8:電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點。
(包括電動勢、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對廢舊電池的回收情況。
(1)化學電池的工作原理;
(2)廢舊電池對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當前社會對廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
(5)如何更好的變廢為寶或使廢舊電池對環(huán)境的污染減小到最小。
3、通過本章節(jié)的學習,根據(jù)全電路歐姆定律有關(guān)知識,可以得出結(jié)論:電源的輸出功率最大時,內(nèi)外電阻應(yīng)該相等,而此時電源的效率則只有50%;請你設(shè)計出一種方案,在實際應(yīng)用中如何配置電源和負載之間的關(guān)系,使電源的輸出功率和效率盡可能的達到較大。
2.7《閉合電路的歐姆定律》學案
閉合電路的歐姆定律學案
課前預(yù)習學案
一、預(yù)習目標
理解閉合電路歐姆定律及其表達式
二、預(yù)習內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動勢等于電源___________時兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達式并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題
2、理解路端電壓與負載的關(guān)系
二、學習過程
一、路端電壓與負載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當R_____時,U增大,當R_____時,U減小
○2當外電路斷開時,R=∞,I=_____,U=_____
當外電路短路時,R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當開關(guān)處于位置1時,電流表讀數(shù)I1=0.2A;當開關(guān)處于位置2時,電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖2所示,當滑動變阻器R3的滑片C向B方向移動時,電路中各電表示數(shù)如何變化?(電表內(nèi)阻對電路的影響不計)
例3、如圖3所示的電路中,店員電動勢為6V,當開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
[例4]四節(jié)干電池,每節(jié)電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.5Ω,用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對電阻R=18Ω的用電器供電,試計算:
(1)用電器上得到的電壓和電功率;
(2)電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率.
(三)反思總結(jié)
(四)當堂檢測
1、如圖4所示的電路中,當變阻器R3的滑動觸頭P向b端移動時()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像,有圖像可知,該電源的電動勢_____V,內(nèi)阻為____。
3、以太陽能電池板,測得他的開路電壓為800mV,
短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()
A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V
4、某學生在研究串聯(lián)電路的電壓時,接成如圖6所示電路,接通K后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因是(R1,R2阻值相差不大)
A、AB段斷路B、BC段斷路C、AB段短路D、BC段短路
課后練習與提高
1、一個電源接8Ω電阻時,通過電源的電流為0.15A,接13Ω電阻時,通過電源的電流為0.10V,求電源的電動勢和內(nèi)阻。
2、電源的電動勢為4.5V,為電阻為4.0Ω時,路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個6.0Ω的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中,路端電壓又是多大?
3、現(xiàn)有電動勢1.5V,內(nèi)阻1.0Ω的電池多節(jié),準備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來對一個“6.0V,0.6Ω”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問:最少要用幾節(jié)這種電池?電路中還需要一個定值電阻做分壓用,請計算這個電阻的規(guī)格。
4、關(guān)于電源的電動勢,下面敘述正確的是()
A、電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動勢就會發(fā)生變化
C、電源的電動勢時表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時,路端電壓變大,電源的電動勢也變大
5、如圖7所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
6、如圖8所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的圖像,則下屬說法中不正確的示()
A、電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1I2
B、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當電源的工作電流變化相同時,電源2的路端電壓變化較大
7、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時,兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
8、在如圖9所示的電路中,電源電動勢E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。
9、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時,伏特表示數(shù)為16V,S閉合時,示數(shù)為10V,若伏特表可視為理想的,求:
(1)、電源電動勢的內(nèi)阻各位多大?
(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?
(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時伏特表的示數(shù)分別為多大?
10、如圖11所示,電燈L標有“4V,1W”,滑動變阻器總電阻為50Ω。當滑片滑至某位置時,L恰好正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表的示數(shù)為10V。若導線完好,電路中各出接觸良好。試問:
(1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路,發(fā)生在何處?
(2)、發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多大?
(3)、電源的電動勢和內(nèi)阻為多大?
能力訓練
1、E=1.5Vr=2Ω2、U1=3.84VU2=4V
3、5節(jié)R=14Ω4.C5.A6.B7.C
8.Q=2.0×10-4C
9.(1)E=20Vr=5Ω(2)P1=6.4WP2=2.5W
(3)U斷=8VU閉=5V
10.(1)斷路L處(2)20Ω(3)12.5V5Ω
閉合電路的歐姆定律學案
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,高中教師要準備好教案,這是老師職責的一部分。教案可以更好的幫助學生們打好基礎(chǔ),減輕高中教師們在教學時的教學壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《閉合電路的歐姆定律學案》,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
閉合電路的歐姆定律學案
課前預(yù)習學案
一、預(yù)習目標
理解閉合電路歐姆定律及其表達式
二、預(yù)習內(nèi)容
閉合電路歐姆定律
1、電動勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________________
○1、電動勢等于電源___________時兩極間的電壓
○2、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外___E
2、閉合電路歐姆定律
○1、內(nèi)容___________
○2、表達式
○3常用變形式U外=E-Ir
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1、理解閉合電路歐姆定律及其表達式并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題
2、理解路端電壓與負載的關(guān)系
二、學習過程
一、路端電壓與負載的關(guān)系
1、路端電壓與外電阻的關(guān)系
○1根據(jù)U=E-Ir、I=可知:當R_____時,U增大,當R_____時,U減小
○2當外電路斷開時,R=∞,I=_____,U=_____
當外電路短路時,R=0,I=_____,U=_____
2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像
由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的直線如圖
說出:
○1圖線與縱軸截距的意義_____________________
○2圖線與橫軸截距的意義_____________________
○3圖像斜率的意義___________________________
○4與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別________
_________________________________________
【典型例題】
例1、在圖1中R1=14Ω,R2=9Ω.當開關(guān)處于位置1時,電流表讀數(shù)I1=0.2A;當開關(guān)處于位置2時,電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。
例2、如圖2所示,當滑動變阻器R3的滑片C向B方向移動時,電路中各電表示數(shù)如何變化?(電表內(nèi)阻對電路的影響不計)
例3、如圖3所示的電路中,店員電動勢為6V,當開關(guān)S接通后,燈泡L1和燈泡L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可斷定()
A、L1和L2的燈絲都燒斷了
B、L1的燈絲都燒斷了
C、L2的燈絲都燒斷了
D、變阻器R斷路
[例4]四節(jié)干電池,每節(jié)電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.5Ω,用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對電阻R=18Ω的用電器供電,試計算:
(1)用電器上得到的電壓和電功率;
(2)電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率.
(三)反思總結(jié)
(四)當堂檢測
1、如圖4所示的電路中,當變阻器R3的滑動觸頭P向b端移動時()
A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
2、如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像,有圖像可知,該電源的電動勢_____V,內(nèi)阻為____。
3、以太陽能電池板,測得他的開路電壓為800mV,
短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()
A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V
4、某學生在研究串聯(lián)電路的電壓時,接成如圖6所示電路,接通K后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U,當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因是(R1,R2阻值相差不大)
A、AB段斷路B、BC段斷路C、AB段短路D、BC段短路
課后練習與提高
1、一個電源接8Ω電阻時,通過電源的電流為0.15A,接13Ω電阻時,通過電源的電流為0.10V,求電源的電動勢和內(nèi)阻。
2、電源的電動勢為4.5V,為電阻為4.0Ω時,路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個6.0Ω的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中,路端電壓又是多大?
3、現(xiàn)有電動勢1.5V,內(nèi)阻1.0Ω的電池多節(jié),準備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來對一個“6.0V,0.6Ω”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問:最少要用幾節(jié)這種電池?電路中還需要一個定值電阻做分壓用,請計算這個電阻的規(guī)格。
4、關(guān)于電源的電動勢,下面敘述正確的是()
A、電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓
B、同一電源接入不同電路,電動勢就會發(fā)生變化
C、電源的電動勢時表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D、在閉合電路中,黨外電阻變大時,路端電壓變大,電源的電動勢也變大
5、如圖7所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則()
A、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減小
B、電燈L更亮,安培表的示數(shù)減大
C、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減小
D、電燈L更暗,安培表的示數(shù)減大
6、如圖8所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的圖像,則下屬說法中不正確的示()
A、電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1I2
B、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
C、電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1r2
D、當電源的工作電流變化相同時,電源2的路端電壓變化較大
7、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時,兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()
A、1ΩB、2ΩC、4ΩD、8Ω
8、在如圖9所示的電路中,電源電動勢E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=35Ω,電容器的電容C=100uF,電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。
9、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時,伏特表示數(shù)為16V,S閉合時,示數(shù)為10V,若伏特表可視為理想的,求:
(1)、電源電動勢的內(nèi)阻各位多大?
(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?
(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時伏特表的示數(shù)分別為多大?
10、如圖11所示,電燈L標有“4V,1W”,滑動變阻器總電阻為50Ω。當滑片滑至某位置時,L恰好正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表的示數(shù)為10V。若導線完好,電路中各出接觸良好。試問:
(1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路,發(fā)生在何處?
(2)、發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多大?
(3)、電源的電動勢和內(nèi)阻為多大?
能力訓練
1、E=1.5Vr=2Ω2、U1=3.84VU2=4V
3、5節(jié)R=14Ω4.C5.A6.B7.C
8.Q=2.0×10-4C
9.(1)E=20Vr=5Ω(2)P1=6.4WP2=2.5W
(3)U斷=8VU閉=5V
10.(1)斷路L處(2)20Ω(3)12.5V5Ω