高中物理 第二章 直流电路 第6讲 电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律课件 教科版选修31.ppt

第6讲电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 第二章直流电路 1 理解电源的电动势及内阻的含义 2 理解闭合电路欧姆定律 理解内 外电路的电势降落 3 会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系 并能进行电路分析与计算 目标定位 二 闭合电路欧姆定律 三 路端电压与外电阻 电流的关系 对点检测自查自纠 栏目索引 一 电源电动势和内阻 四 闭合电路的动态分析 1 电源电动势 1 电源 将其他形式的能转化为的装置 2 电源的作用 维持电池两极间的 使电路中保持持续的电流 3 电动势e 表征电源将其他形式的能转化为特性的物理量 它等于电源时两极间的电势差 2 电源的内阻电源内部也是一段电路 也有电阻 它被称为电源的 简称 答案 一 电源电动势和内阻 知识梳理 电势能 电势差 电势能 未接入电路 内电阻 内阻 如图1所示是不同型号的干电池 其电动势都是1 5v 这说明什么问题 答案 深度思考 答案电动势相同 说明不同型号的干电池内部将其他形式的能转化为电势能的本领相同 体积大的干电池 其容量大 图1 例1关于电动势e的说法中正确的是 a 电动势e等于电源接入电路后两极间的电势差b 电动势e是由电源本身决定的 跟电源的体积和外电路均无关c 电动势e表征电源把其他形式的能转化为电势能的特性d 电动势e的单位与电势差的单位相同 故两者在本质上相同 典例精析 解析答案 返回 解析电动势e表征电源将其他形式的能转化为电势能的特性 电动势的大小等于电源没有接入电路时 两极间的电势差 故a错误 b c正确 电动势和电压尽管单位相同 但本质上是不相同的 故b c正确 bc 1 在闭合电路中 内 外电路电势的降落等于电源的电动势 即e 或e 2 闭合电路欧姆定律 在外电路为纯电阻的闭合电路中 电流的大小跟电源的电动势成 跟内 外电路的电阻之和成 即i 答案 知识梳理 二 闭合电路欧姆定律 u u u ir 正比 反比 典例精析 解析答案 方法点拨 例2在图2所示的电路中 r1 9 r2 5 当a b两点间接理想的电流表时 其读数为0 5a 当a b两点间接理想的电压表时 其读数为1 8v 求电源的电动势和内电阻 图2 方法点拨 解析当a b两点间接理想的电流表时 r1被短路 回路中的电流i1 0 5a 由闭合电路欧姆定律得 e i1 r2 r 代入数据得 e 0 5 5 r 当a b两点间接理想的电压表时 回路中的电流 由闭合电路欧姆定律得 e i2 r2 r1 r e 0 2 14 r 联立 得 e 3v r 1 答案3v1 方法点拨 应用闭合电路的欧姆定律解决问题时 应认清各元件之间的串 并联关系 然后根据部分电路的欧姆定律和电路的串 并联特点求出部分电路的电压和电流 特别要注意电压表测量哪一部分电压 电流表测量哪个电路的电流 针对训练如图3所示 电源电动势为6v 内阻为1 r1 5 r2 10 滑动变阻器r3的阻值变化范围为0 10 求电路的总电流的取值范围 解析答案 返回 图3 解析当r3阻值为零时 r2被短路 外电阻最小 电路的总电流最大 当r3阻值为10 时 外电阻最大 电路的总电流最小 答案0 55 1a 返回 1 路端电压的表达式 u 2 路端电压随外电阻的变化规律 1 当外电阻r增大时 电流i减小 路端电压 2 当外电阻r减小时 电流i增大 路端电压 3 两个特例 外电路断开时 r i u 据此特点可测电源电动势 外电路短路时 r 0 i u 据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因 答案 三 路端电压与外电阻 电流的关系 知识梳理 e ir 增大 减小 0 e 0 3 外电压u与电流i的关系由u e ir可知 u i图像是一条斜向下的直线 如图4所示 答案 图4 1 图像中u轴截距e表示电源的 2 i轴截距i0等于 3 图线斜率的绝对值表示电源的 即 注意 若纵坐标上的取值不是从零开始 则横坐标截距不表示短路电流 但斜率的绝对值仍然等于内阻 电动势 短路电流 内阻 r 例3如图5所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的u i图像 则下列说法中正确的是 典例精析 解析答案 图5 返回 a 电动势e1 e2 短路电流i1 i2b 电动势e1 e2 内阻r1 r2c 电动势e1 e2 内阻r1 r2d 当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压变化较大 解析由题图可知两电源的u i图线交纵轴于一点 则说明两电源的电动势相同 交横轴于两不同的点 很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流 则a项正确 又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值 即电源2的内阻大于电源1的内阻 则可知b c项错误 由图像可判断当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量 可知d项正确 答案ad 返回 四 闭合电路的动态分析 例4在如图6所示的电路中 当滑动变阻器r3的滑动触头p向下滑动时 典例精析 解析答案 图6 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 方法总结 返回 解析r3的滑动触头p向下滑动 r3接入电路中的阻值变大 导致并联电路的阻值变大 电路的总电阻变大 干路电流变小 并联电路的电阻变大 则并联电路的分压增大 即r2 r4串联电路的电压变大 所以流过这一支路的电流变大 由于干路电流变小 所以电流表的示数变小 因为r2 r4串联电路的电压变大 使得r2两端分压变大 电压表示数变大 本题答案为a 答案a 方法总结 方法总结 2 分析方法 程序法基本思路 电路结构的变化 r的变化 r总的变化 i总的变化 u内的变化 u外的变化 返回 结论法 并同串反 并同 是指某一电阻增大时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将增大 某一电阻减小时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将减小 串反 是指某一电阻增大时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将减小 某一电阻减小时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将增大 1 闭合电路欧姆定律的理解及应用 有两个相同的电阻 阻值为r 串联起来接在电动势为e的电源上 通过每个电阻的电流为i 若将这两个电阻并联 仍接在该电源上 此时通过一个电阻的电流为 则该电源的内阻是 解析答案 对点检测 1 2 3 4 解得 r 4r c 答案 1 2 3 4 2 路端电压与外电阻的关系 多选 对于电动势和内阻确定的电源的路端电压 下列说法正确的是 i u r分别表示干路电流 路端电压和外电阻 a u随r的增大而减小b 当r 0时 u 0c 当电路断开时 i 0 u 0d 当r增大时 u也会增大 bd 3 电源的u i图像 多选 如图7所示为某一电源的u i图像 由图可知 解析答案 1 2 3 4 图7 a 电源电动势为2vb 电源内阻为 c 电源短路时电流为6ad 电路路端电压为1v时 电路中电流为5a 解析由u i图像可知 电源电动势e 2v ad 4 闭合电路的动态分析 如图8所示的电路 闭合开关s 待电路中的电流稳定后 减小r的阻值 则 解析