3.電動(dòng)勢(shì)(1)大小:非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功與被搬運(yùn)的電荷量的比 值。(2)公式:E=?。(3)單位:伏特,用符號(hào)“V”表示。(4)物理意義:電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),電動(dòng) 勢(shì)大,表示電源的轉(zhuǎn)化本領(lǐng)大。
3.常用的變形公式:E=U外+U內(nèi)或U外=E-Ir;適用范圍:任何閉合電路。
2.公式:I=?;適用范圍:純電阻電路。
1.內(nèi)容:閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
1.純電阻電路路端電壓與外電阻的關(guān)系:U外=E-U內(nèi)=E-?r。 結(jié)論:①R增大→U外增大;②外電路斷路時(shí),U外=E;③外電路短路時(shí),U外=0。
2.路端電壓與電流的關(guān)系(1)公式:U外=E-Ir。 (2)圖像(U-I圖像):如圖所示,U-I圖像是一條傾斜的直線,該直線與縱軸交點(diǎn)的縱 坐標(biāo)表示電動(dòng)勢(shì)E,斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻r。?
1.電場(chǎng)力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng),所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少。 (?????　)2.電源發(fā)生短路時(shí),電流為無(wú)窮大。?(?????　)3.外電路斷路時(shí),電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。?(　√　)4.電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是由電源本身決定的,不隨外電路電阻的變化而改變。 (　√　)
情境　設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3 V,內(nèi)阻r=2 Ω,根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系U=E-Ir,以 U為縱軸,I為橫軸,作出U與I的關(guān)系圖像,如圖所示,據(jù)圖回答下面問(wèn)題。
問(wèn)題1　外電路斷開的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖像中的哪個(gè)點(diǎn)?怎么看出這時(shí)路端電壓與電 源電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系?提示????外電路斷開時(shí),電流為零,電源內(nèi)阻上沒(méi)有電壓,則此時(shí)路端電壓與電源電 動(dòng)勢(shì)相等,即對(duì)應(yīng)圖像中縱軸上的A點(diǎn)。問(wèn)題2　電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么影響?提示????電源的電動(dòng)勢(shì)E越大,對(duì)應(yīng)U-I圖像縱截距就越大。問(wèn)題3　電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖像中的哪個(gè)點(diǎn)?怎樣讀出這時(shí)電流的大小?提示????電源短路時(shí)負(fù)載電阻為零,路端電壓為零,則對(duì)應(yīng)著圖像中橫軸上的B點(diǎn),此 時(shí)橫截距為電源短路電流。問(wèn)題4????r的大小對(duì)圖像有什么影響?提示????根據(jù)U與I的關(guān)系和數(shù)學(xué)知識(shí)可以得出路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像斜率 的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻r,電源的內(nèi)阻越大,圖像斜率的絕對(duì)值就越大。
電源的U-I圖像和定值電阻的U-I圖像的比較
1.判定總電阻變化情況的規(guī)律(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí),電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí),電路的總電阻增大;若開關(guān)的通、斷 使并聯(lián)的支路增多時(shí),電路的總電阻減小。(3)在如圖甲所示分壓電路中,滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成,其等效電路圖 如圖乙所示
R右與用電器并聯(lián),R左與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R左的變化趨勢(shì)一致。
2.電路動(dòng)態(tài)分析的方法(1)程序法:遵循“局部—整體—部分”的思路,按以下步驟分析:
(2)極限法:因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題,當(dāng)物理量單調(diào)變化時(shí),可 將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。(3)串反并同法:“串反”是指某一電阻增大(或減小)時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電 阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(或增大);“并同”是指某一電阻增大 (或減小)時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大 (或減小)。
典例　如圖所示為某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中自制的電子秤原理示意圖。托盤與電 阻可忽略的金屬?gòu)椈上噙B,托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器的滑片與彈簧 上端連接。不稱重物時(shí),滑片P在電阻R0的最上端【1】;稱重物時(shí),在壓力作用下滑 片P下滑【2】。操作人員可通過(guò)電阻很大的燈泡的亮度判斷出有沒(méi)有開始稱重,電 流表的示數(shù)可以反映出物體的質(zhì)量,下列說(shuō)法正確的是?(　　)
A.稱的物體越重,燈泡越暗B.稱的物體越重,電流表示數(shù)越大C.不稱重物時(shí),燈泡會(huì)很亮D.不稱重物時(shí),電流表示數(shù)較大
信息提取????【1】滑片P在R0的最上端,R0、燈泡被短路?！?】滑動(dòng)變阻器連入電路的有效電阻增大。思路點(diǎn)撥　解答本題要三步走:第一步:看電路的連接方式,滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián),然后與電阻R1串聯(lián)。第二步:看滑片P的移動(dòng)方向,下移物體重,上移物體輕。第三步:利用閉合電路歐姆定律【3】分析干路中電流的變化,利用串并聯(lián)電路的特 點(diǎn)【4】分析支路電流的變化情況。
解析????當(dāng)物體越重時(shí),彈簧的壓縮量越大,P越向下,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值 越大,則總電阻越大,總電流I越小(由【3】得到),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;燈泡兩端的電壓U=E -Ir-IR1越大,通過(guò)燈泡的電流I燈=?越大(由【4】得到),燈泡越亮,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;不稱重物時(shí),R0、燈泡被短路,電路總電阻最小(由【1】得到),電流表示數(shù)I=?較大,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
1.電路的簡(jiǎn)化不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí),把電容器所處的支路視為斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可 以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法電容器所在的支路中沒(méi)有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不降低電壓,是 等勢(shì)體。電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的支路兩端的電壓。3.電容器所帶電荷量的變化如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài) 電容器所帶電荷量之差;如果變化前后極板帶電的電性相反,那么通過(guò)所連導(dǎo)線 的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。
典例　如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=9 V,內(nèi)電阻r=0.5 Ω,電阻R1=5.0 Ω、R2=3.5 Ω、R3= 6.0 Ω、R4=3.0 Ω,電容C=2.0 μF。當(dāng)開關(guān)S由與a接觸【1】到與b接觸【2】通過(guò)R3的電 荷量【3】是多少?
信息提取????【1】S與a接觸電路穩(wěn)定時(shí),等效電路如圖甲。【2】S與b接觸電路穩(wěn)定時(shí),等效電路如圖乙。 【3】R3與電容器串聯(lián),通過(guò)R3的電荷量即電容器所帶電荷量的變化量。思路點(diǎn)撥　解答本題需要四步走:
第一步:畫出開關(guān)分別接a和b時(shí)的等效電路圖;第二步:根據(jù)閉合電路的歐姆定律【4】分別求出兩種情況下電路中的電流,再根據(jù) 歐姆定律【5】分別算出兩種情況下電容器兩端的電壓;第三步:根據(jù)電容定義式【6】計(jì)算電容器極板上的電荷量;第四步:判斷變化前后極板帶電的電性,然后計(jì)算通過(guò)R3的電荷量。

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