闭合电路欧姆定律.ppt

7、闭合电路欧姆定律,复习引入 :,1、什么是电源？,2、电源电动势E,通过非静电力做功把其它形式的能量转换成电能的装置。,（2）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。,（1）意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领。,一、闭合电路:,1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。,外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路.,r,内电路,外电路,内电路:电源内部是内电路.,在外电路中，电流方向由正极流向负极。 在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。,2、闭合电路的电流方向,内电路与外电路中的总电流是相同的。,电路中的电势变化情况?,3、电路中的电势变化情况,（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。,（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。,电路中电势降落关系,U内,U外,E,结论：E = U外+ U内,演示,+,+,+,4.从能量角度讨论整个电路的能量转化：,内电路,外电路,E外=I2Rt,2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？,E内=I2rt,3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功,W=eq=eIt,4、以上各能量之间有什么关系？,1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？,电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R，电流为I,结论：根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。,W=E外+E内,即：eIt=I2Rt+I2rt,整理得 ： E=IRIr,1、表述：闭合电路中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,2 、数学公式：,3 、适用条件：外电路是纯电阻的电路。,二、闭合电路欧姆定律：,说明：,二、闭合电路欧姆定律：,1、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.,2、 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.,三、路端电压与负载的关系,外电路两端的电压叫路端电压,、如图电路：,R增大，,R减小，,路端电压:,电流减小，,路端电压增大,电流增大，,路端电压减小,三、路端电压与负载的关系,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,断路时的路端电压等于电源电动势,短路时电流很大为Im=E/r,、电源的外特性曲线路端电压U随电流I变化的图象,（1）图象的函数表达：,（2）图象的物理意义,在横轴上的截距表示 电源的短路电流,图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,小结：,闭合电路欧姆定律的表达形式有：, E=U外+U内, （I、R间关系）, U端=E-Ir （U端、I 间关系）, （U端、R间关系）,注意：适用于外电路为纯电阻电路 适用于一切电路,1、在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12，外电路的电阻为1.38， 求电路中的电流和路端电压.,课堂训练,I = 1 A,U = 1.38V,2、 如图，1=14,2=9,当开关处于位置1时,理想电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。,E = 3V r = 1,3、如图，R0.8当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少?,E=1.5V，r =1.5,AC,5、,A、B,4、,四、电源的功率和效率,1、功率 电源的功率（电源的总功率）:PE=IE ; 电源的输出功率:P出=IU; 电源内部消耗的功率:P r=I2r 2、电源的效率: 3、电源的输出功率 : 当内外电阻相等时，电源 的输出功率最大，为,只适用于纯电阻电路）,电源输出功率随外电阻变化的图线,例1：电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 ( ),ACD,A电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小 C电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D电源的供电效率一定逐渐变小,例2 已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求： 电源的最大输出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。, 2.25W； 2W； 1.5W。,外电阻内化、内电阻外化,五、电路的动态分析问题,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。 思路:,巧办法：并同串反,1.如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（ ） A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电压表示数变小，电流表示数变大 C.电压表示数变大，电流表示数变大 D.电压表示数变小，电流表示数变小,B,方法：以r，E不变为基础，按照局部一整体一局部的思路分析动态路 RR外总I总U内U1 U外V U并 I2IA A ,2.如图所示的电路中，A、B、C、D是四只相同的灯泡.当滑动变阻器的滑动片向下滑动时，下列说法正确的是 ( ) A.A灯变亮 B.B灯变亮 C.C灯变亮 D.D灯变亮,方法：以r，E不变为基础，按照局部一整体一局部的思路分析动态电路 RR外I总IB U内U外IA U并IC ID,BD,3、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?,课堂训练,V1示数增大 V2示数增大 A示数减小,六、含容电路的分析,思路方法：,1、电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路,2、电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压,3、电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化,例1.已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（ ） A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1,CD,(1)I=1A,(2)Q=1.2X10-4C,2.如图,E=10V,R1=4,R2=6,C=30F.电池内阻可忽略. (1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流. (2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.,开关S断开:,UAD=,UBD=,开关S闭合:,UAD=,UBD=,E,E,U 外,UBC,七、电路故障分析,一、电路故障的原因,1 、断路的特点,电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差,造成的结果,电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大,断路处特点：用电压表判断故障时， 若电压表有读数，可能是所并联的地方开路，若电压表没有读数，则可能是所并联的地方短路或其他地方开路了,2 、短路的特点,被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过,电路中总电阻减