高中物理 4.1 闭合电路欧姆定律课件 鲁科版选修31.ppt

第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路 第1节闭合电路欧姆定律 第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路 学习目标1 知道电源的电动势和内电阻 理解电动势的概念 2 掌握闭合电路欧姆定律 并能用来分析 解决闭合电路的有关问题 3 理解路端电压与外电阻的关系 学习用局部和整体的关系解决问题 第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路 一 电动势1 电源 把其他形式的能转化为 的装置 2 电动势 1 物理意义 表征电源把其他形式的能转化为 的本领的物理量 2 大小 在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的 电动势符号为e 单位 符号 电能 电能 电压 伏特 v 二 闭合电路欧姆定律1 闭合电路 1 只有用导线把电源 用电器连成一个 才有电流 用电器 开关 导线组成 电源内部是 内电路的电阻叫 内电路两端的电压叫 2 在外电路中 沿电流方向电势 在内电路中电流从 极流向 极 闭合电路 外电路 内电路 内电阻 内电压 降低 负 正 电动势 之和 纯电阻电路 e u外 u内 三 路端电压与外电阻的关系1 路端电压与电流的关系 1 公式 u 2 图象 u i图象 如图所示是一条倾斜的 该线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示 e ir 直线 电动势 内电阻 2 路端电压随外电阻的变化规律 1 外电阻r增大时 电流i 路端电压u 当r增大到无限大 断路 时 i u 2 外电阻r减小时 电流i 路端电压u 当r减小到零时 i u 减小 增大 0 e 增大 减小 i短 0 1 对电动势的理解 1 电动势的物理意义 它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小 是电源的属性 与电源的体积 外电路无关 2 电动势的粗略测量 e的数值等于没有接入外电路时电源正负两极间的电压 可以用阻值较大的电压表直接接在正 负极两端粗略测量 其示数近似为电源电动势e 对电动势的理解 2 电动势与电压的区别 表示电源提供电能的本领大小 是产生电压的原因 表示电阻或用电器两端的电势差 是形成电场产生电流的原因 对应非静电力做功 对应电场力做功 把其他形式的能转化成电能 把电能转化成其他形式的能 电动势只由电源本身决定 与外电路无关 电压是由电源 导体电阻 外电路的连接方式共同决定的 下列关于电源的说法中正确的是 a 电源的电动势就是电源两极的电压b 电路中 如果每通过1c的电荷 电源能把2j的其他形式的能量转化为电能 则电源的电动势就是2vc 电源的电动势跟电源外部的电路有关d 电源的输出电流越大 则电源的电动势也就越大 思路探究 电动势的物理意义是什么 和电压是一回事吗 b 解析 电源的电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压 a错误 电动势等于电源移动单位电荷时转化的电能 b正确 电动势由电源本身决定 与电源外部的电路及电流无关 c d错误 故选b 1 下列说法中正确的是 a 电源的电动势实质上就是电源两极间的电压b 电源的电动势在数值上等于两极间的电压c 电源的电动势与电压的单位相同 但与电压有本质的区别d 电动势越大 电源两极间的电压一定越高 c 解析 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 而电压是电场中两点间的电势差 电动势与电压有着本质的区别 a选项错误 c选项正确 当电源开路时 两极间的电压在数值上等于电源的电动势 但在闭合电路中 电源两极间的电压 路端电压 随外电阻的增大而增大 随外电阻的减小而减小 当电源短路时 r外 0 这时路端电压为零 b d两项错误 故选c 1 闭合电路欧姆定律的表达形式 对闭合电路欧姆定律的理解 电流与电源电动势成正比 与电路总电阻成反比 纯电阻电路 电源电动势在数值上等于电路中内 外电压之和 式适用于纯电阻电路 式普遍适用 电源提供的总能量等于内 外电路中电能转化为其他形式的能的总和 纯电阻电路 2 路端电压u随电流i变化的图象 u i关系图线 图象的函数表达式 u e ir 当外电路断路时 即r i 0 纵轴上的截距表示电源的电动势e e u 当外电路短路时 r 0 u 0 横轴上的截距表示电源的短路电流i短 e r 一太阳能电池板 测得它的开路电压为800mv 短路电流为40ma 若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路 则它的路端电压是 a 0 10vb 0 20vc 0 30vd 0 40v d 2 如图所示 当开关s断开时 理想电压表示数为3v 当开关s闭合时 电压表示数为1 8v 则外电阻r与电源内阻r之比为 a 5 3b 3 5c 2 3d 3 2解析 s断开时 电压表的读数等于电源电动势 即e 3v s闭合时 电压表的读数为路端电压 即u 1 8v 所以u内 e u 1 2v 根据串联电路电压分配规律可知r r 3 2 故选项d正确 d 电源电动势及内电阻的求解方法1 由e u ir知 只要知道两组u i的值 u1 i1 u2 i2 就可以通过解方程组 求出e r的值 3 由e i r r 知 只要知道两组i r的值 i1 r1 i2 r2 就能求解e r 范例 如图所示的电路中 当s闭合时 电压表和电流表 均为理想电表 的示数分别为1 6v和0 4a 当s断开时 它们的示数分别改变0 1v和0 1a 求电源的电动势和内电阻 解析 当s闭合时 r1 r2并联接入电路 由闭合电路欧姆定律得 u1 e i1r 即e 1