课题闭合电路欧姆定律一.ppt

课题：闭合电路欧姆定律(一）,江苏省外国语学校 张 飞,U图象与功率问题,电路的组成,外电路,考纲要求,内电路,闭合,部分,问题1：闭合电路中实现那些能量的转化？这些能量转化是通过怎样做功实现的？请完成下列框图。,化学能,电能,内能,W=,非静电力做功,电流做功,qE=EIt,问题2：结合上面框图，可以得到怎样一个等式并加以推导，还可以得到那些推论？完成下列框图。,W= =,qE,Q外,Q内,W,EIt,E,I,E,I2Rt,I2rt,I2Rt+ I2rt,Q外+ Q内,IR+Ir,EIt,E / (R+r),U外U内,闭合电路欧姆定律,(2) 闭合电路欧姆定律的表达形式有：,E=U外+U内,U=E-Ir（U、I 间关系）, （U、R间关系）,闭合电路的欧姆定律,(1)内容 :,闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比, 适用于外电路为纯电阻电路 适用于一切电路,问题.电源的路端电压U随电流I变化的图象是怎样的曲线？,图象的函数表达,此时2.5A不是短路电流! E=1.5V，,例1如图是在同一坐标系中画出的a、b、c三个电源的UI图象，其中a和c的图象平行，则以下判断中正确的是 （ ） A. Ea Ec, ra = rc C. Ea Ec, ra rc D. Eb Ec, rb = rc,B,问题4.电源的路端电压U-I的图象与外电阻的U-I 图象有何区别与联系？,u,O I Im i,E,U M（I，U）,b a,N,电源的U-I图象,外电阻的U-I 图象,M点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压,某同学在实验室先后完成下面二个实验： 测定一节干电池的电动势和内电阻； 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)用实验测量得到数据作出U一I图线如图中a线, 实验所测干电池的 电动势为 V, 内电阻为 .,例。05年徐州市第二次质量检测12、,a,1.50,0.75,(2)将实验中得到的数据在实验中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验中的电池与实验中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 ， 若将两节与实验中相同的干电池串联后与该小 灯泡组成闭合回路， 则此时小灯泡的 电压为 ， 实际功率为 .,0.720.02W,0.850.88V,1.21.3W,题目,上页,解：P1=0.601.20=0.72W,画出这时的U-I图线如图c示,P2=0.881.40=1.23W,问题5.在实际应用电源时，我们所关心的是如何利用电源，让其输出功率最大，请问输出功率最大的条件是什么呢？,电源的输出功率，,可见电源输出功率随外电阻 变化的图线如图所示，,而当内外电阻相等时， 电源的输出功率最大为,例. 在图示电路中,电池的电动势E=5V,r=10 ,固定电阻R=90 ,R0是可变电阻,在R0由0增加到400 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 ,当R0 =100 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 ,P=E/(R0+R+r)2 (R+r)=0.01w,练习：变阻器阻值多大时, R消耗的功率最大.,练习: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: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67%,解:由图线可知R =1 , 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%,D,u,E,U M（I，U）,b a,N,O I Im i,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，,交点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；,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）。,小结：图象与电源功率问题,033.上海嘉定区2007学年上学期调研9,如图所示，UI图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点=，则下列说法中正确的是（ ） A在b点时，电源有最大输出功率 B在b点时，电源的总功率最大 C从ab 时，角越大，电源的总功率和输出功率都将增大 D从bc 时，角越大，电源 的总功率和输出功率都将减小,点拨：两图像与I轴的夹角和的正切分别表示内阻和外电阻的大小.,A D,小结：电源的功率和效率,电源的输出功率，,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，,而当内外电阻相等时， 电源的输出功率最大为,功率：,电源的输出功率P出=UI,电源内部消耗的功率Pr=I 2r,电源的总功率 PE=EI,电源的效率：,（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,练习.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测13,如图所示为画在同一个坐标系内的两个电源的端压与电流的UI图线。两个电源的电动势和内阻分别为E1、 E2和 r1 、r2 ，当外电路接入相同的定值电阻R时，其端压和电流分别为U1、 U2和I1 、 I2，下列说法正确的是 ( ) A、E1 E2 ，r1 r2 B、若 U1 U2 ，则I1I2 C、适当选择R，可使 U1 U2 ， I1=I2 D、适当选择R，可使 I1=I2 、 U1= U2,A B D,08届扬州市期中模拟试卷10,如右图所示，用甲、乙、丙三个电动势E相同而内电阻r不同的电源，分别给定值电阻R供电.已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为r甲r乙r丙，且r乙=R，则将R先后接在这三个电源上时的情况相比，下列说法中正确的是 （ ） A接在甲电源上时，通过R的电流最大 B接在丙电源上时，通过R的电流最大 C接在乙电源上时，电阻R消耗的电功率最大 D接在丙电源上时，电阻R消耗的电功率最大,解：,E、R、r一定， r小的I、P大,B D,056.08年苏北四市第三次调研试题 3,3. 如右图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中错误的是（ ） A电源的电动势为4V B电源的内电阻为1 C电源输出功率最大值为8W D电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W,解：,由图线的交点和 得R1 =r=1,电源被短路时，,电源输出的最大功率为,C,上海市南汇区08年第二次模拟考试5,图甲为某一小灯泡的U-I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4的定值电阻R串联，接在内阻为1、电动势为5V的电源两端，如图乙所示.则通过每盏小灯泡的电流强度为 A，此时每盏小灯泡的电功率为 W。,0.3,0.6,解见下页,解：,设通过每盏灯的电流为I, 灯泡两端的电压为U , 由闭合电路欧姆定律得：,在小灯泡的U-I图线中作出上式的图线如图蓝直线示， 两图线的交点即为图乙灯泡的工作点。,I=0.3A, U=2V , P=IU=0.6W,所以通过每盏小灯泡的电流强度为 0.3A， 此时每盏小灯泡的电功率为0.6W,2.（江苏）如图所示的电路中,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为