12.2.2闭合电路的欧姆定律的应用课件-人教版（2019）必修第三册(共21张PPT)

(课件网) 第12章　电能　能量守恒定律 第2节　闭合电路的欧姆定律 第2课时　闭合电路的欧姆定律的应用 　　如图所示，连接实验电路，检查无误后调整滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡的发光情况。 　　灯泡亮度的改变说明小灯泡的功率发生了改变，那么，电源的输出电压、输出功率发生了怎样的变化呢？ 导入 　　外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压，也就是电源两端的电压、外电路的总电压。 　　如图所示的实验电路中，电流为I，电动势为E，内阻为r。能推导出路端电压U随干路电流I变化的规律，并画出U-I图像吗？ 环节一：路端电压与负载的关系 　　根据E=IRL+Ir可知E=U+Ir，可得U=E-Ir。 　　由此可画出如图所示的U-I图像。 环节一：路端电压与负载的关系 　　U-I图像中的图线与横、纵轴的截距代表电路处于什么状态？图线斜率的绝对值代表什么物理量？ 　　纵轴的截距：I=0时，U=E，此时电路处于断路状态。 　　横轴的截距：U=0时，I=，此时电路处于短路状态。 　　斜率的绝对值：k=||=||，且U1=E-I1r，U2=E-I2r，则k= ||=r。所以，斜率的绝对值代表电源的内阻。 环节一：路端电压与负载的关系 　　上面的路端电压U随干路电流I变化的规律，是由纯电阻电路分析得出的，那么，这对于非纯电阻电路适用吗？U-I图像的分析结果对非纯电阻电路适用吗？ 　　由E=U外+U内可知U外=E-U内，因此，路端电压随电流变化的关系仍适用，由U-I图像分析得到的相关结论也不变。 环节一：路端电压与负载的关系 　　(1)如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片 从右向左移动的过程中，电路中的电流、路端 电压、滑动变阻器两端的电压会怎么变化？ 　　依据I=可知，滑动变阻器的滑片向左移动时，R减小，则干路电流I增大；依据U=E-Ir可知，路端电压减小；小灯泡的电阻RL随温度的升高而增大，依据UL=IRL可知，小灯泡两端的电压增大；依据UR=E-Ir-IRL可知，滑动变阻器两端的电压一直减小。 环节二：闭合电路的欧姆定律的应用———变化电路分析 　　(2)滑动变阻器的滑片从右向左移动的过 程中，小灯泡的功率和电源的总功率会怎么 变化？ 　　依据PL=ULIL可知，小灯泡的功率变大； 电源的总功率P=EI，电源电动势不变，电流增大，所以电源的总功率变大。 环节二：闭合电路的欧姆定律的应用———变化电路分析 　　已知小灯泡正常发光时的电阻约为8 Ω，电池组的内阻约为 2.0 Ω。滑片从右向左移动的过程中，滑动变阻器的功率会怎么变 化？电源的输出功率会怎么变化？ 　　由P输出=EI-I2r可知，由于电流I增大，EI和I2r都会增大，不好 确定电源的输出功率的变化情况；由PR=URI可知，UR减小，I增 大，同样不好确定滑动变阻器的功率的变化情况。 环节二：闭合电路的欧姆定律的应用———变化电路分析 思路一 　　提供方案：小灯泡正常发光时的电阻约为8 Ω，电池组的电动势为E=3.0 V，内阻约为2.0 Ω，滑动变阻器的电阻由15 Ω减到最小。请大家在U-I图像中分别标出R=0 Ω和R=10 Ω时的坐标。 　　根据闭合电路的欧姆定律完成运算： 　　当R=0 Ω时，R外1=8 Ω，则I1=0.3 A，U1=2.4 V。 　　当R=10 Ω时，R外2=18 Ω，则I2=0.15 A，U2=2.7 V。 环节二：闭合电路的欧姆定律的应用———变化电路分析 　　在U-I图像中分别标出R外1=8 Ω和R外2=18 Ω时电源的输出功率，比较这两种状态下电源输出功率的大小。 　　在如图所示的U-I图像中，U1与I1 构成的矩形的面积代表R外1=8 Ω时电源 的输出功率，U2与I2构成的矩形的面积 代表R外2=18 Ω时电源的输出功率，且 电阻小时输出功率大。 环节二：闭合电路的欧姆定律的应用———变化电路分析 　　由R外1