闭合电路欧姆定律(超精品+动画).ppt

复习回顾 2 什么是电源 它的作用是什么 通过非静电力做功把其它形式的能转换成电能的装置 电源的作用不是产生电荷 而是将其他形式的能转化为电能 在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差 电压 从而在电路中形成恒定的电流 电源的工作过程类似于右下图所示的抽水机的工作过程 思考 对于闭合电路欧姆定律应具有什么样形式 1 部分电路欧姆定律内容 3 电源电动势的概念 物理意义 1 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 2 意义 电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领 一 闭合电路 2 内电路 电源内部的电路 1 内阻r 纯电阻 内电路的电阻 2 内电压U内 内电路上的电势降落 1 外电路 电源外部的电路 1 外电阻R 外电路的电阻 2 路端电压 外电压 U外 外电路两端的电压 1 构成 用导线把电源 用电器连成一个闭合电路 内电路 外电路 在外电路中 电流方向由正极流向负极 沿电流方向电势降低 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 闭合回路的电流方向 内电路与外电路中的总电流是相同的 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 表述 闭合的纯电阻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 对纯电阻电路 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 3 思考 当滑动变阻器的滑片由a向b移动时 安培表和伏特表示数如何变化 R R总 总 电流表示数减小 电压表示数增大 外 r 外 外电路两端的电压叫路端电压 如图电路 R增大 电流减小 路端电压增大 R减小 电流增大 路端电压减小 路端电压 三 路端电压跟负载的关系 结论 端电压随着外电阻的增大而增大 随着外电阻的减小而减小 两个特例 2 外电路短路时 1 外电路断路时 表达式 U外 E Ir 3 路端电压与电流关系图象 电源的外特性曲线 当其坐标原点所表示的路端电压和电流皆为 时 纵坐标截距等于电源电动势 横坐标截距等于 短 E r E I短 斜率绝对值等于电源内阻内阻越大 图线倾斜得越厉害 小结 1 闭合电路欧姆定律 2 路端电压跟负载的关系 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 表达式 1 路端电压随外电路电阻R增大而增大 断路 短路 2 路端电压U随电流I变化的图象 解 根据全电路欧姆定律 可列出方程组 例1 如图所示 R1 8 0W R2 5 0W 当单刀双掷开关S扳到位置1时 则得的电流I1 0 2A 当S扳到位置2时 测得电流I2 0 3A 求电源电动势E和内电阻r 消去E 可得电源的内电阻为 电源的电动势为 讨论 此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法 例2 4盏 220V 100W 的灯泡 并联后接在电动势为220V 内阻为2W的电源上 1 只打开1盏灯时 此灯两端的电压是多少 2 同时打开4盏灯时 此灯两端的电压又是多少 解 1 根据灯泡上的额定电压和额定功率 计算出灯泡的电阻为 只打开1盏灯时 外电阻R1 484W 电路中的电流为 2 同时打开4盏灯时 外电阻为 电灯两端电压为 讨论 从此例可以看出 并联的电灯开得越多 外电阻就越小 端电压就越小 电灯两端的电压为 1 已知电路中的电源电动势是1 5V 内电阻是0 1W 外电路的电阻是1 4W 求电路中的电流I和路端电压U 解 根据全电路欧姆定律 电路中的电流为 路端电压为 练习 解 根据全电路欧姆定律 列方程得 2 如图所示 当滑动变阻器的滑片在某一位置时 电流表和电压表的读数分别是I1 0 20A U1 1 98V 改变滑片的位置后 两表的读数分别为I2 0 40A U2 1 96V 求电源的电动势和内电阻 解之得 四 闭合电路中的功率和效率 由于闭合电路中内 外电路的电流相等 所以由 得 1 电源提供的功率 电源功率 2 电源的输出功率 外电路得到的功率 3 电源内阻上的热功率 4 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 电源输出功率随外电阻变化的图线 5 电源的效率 例1已知如图 E 6V r 4 R1 2 R2的变化范围是0 10 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 2 如图所示 R为电阻箱 V为理想电压表 当电阻箱读数为R1 2 时 电压表读数U1 4V 当电阻箱读数为R2 5 时 电压表读数为U2 5V 求 1 电源的电动势E和内阻r 2 当电阻箱R读数为多少时 电源的输出功率最大 最大值Pm为多少 R 1 P 9W 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 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 V1示数增大V2示数增大A示数减小 六 含有电容器的直流电路 电容器充放电结束后 1 在直流电路中电容器可视为断路 在分析电路时将其去掉在分析 2 与其相连的电阻无电流 两端没有电压 充当导线的作用 例4 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R1B 增大R2C 增大R3D 减小R1 CD 七 电路故障分析 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 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 电路中总电阻减小 干路电流增大 被短路用电器不工作 与其串联的用电器两端电压增大 造成的结果 A 例5如图所示的电路中 闭合电键 灯L1 L2正常发光 由于电路出现故障 突然发现灯L1变亮 灯L2变暗 电流表的读数变小 根据分析