教科版选修31 2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课件（18张）.ppt

2 4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 电源 电源是一种把其它形式能转化为电能的装置电源在电路中的作用 将其它形式的能转变为电能 保持导体两端有持续的电压 内电路 外电路 内电阻 外电阻 外电路 电源外部的电路 包括用电器 导线等 外电阻 外电路的总电阻 内电阻 内电路的电阻 通常称为电源的内阻 内电路 电源内部的电路 闭合电路欧姆定律 1 内容 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 公式 3 适用条件 外电路是纯电阻的电路 例题 如图所示电路 电源电动势为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 解 由题意知 电动势e 1 5v 外电阻r 1 38 内阻r 0 12 由闭合电路欧姆定律得 路端电压为u ir 1 1 38v 1 38v 路端电压u随外电阻r变化的讨论 当r外增大时 u外也随之增大 当外电路断开时 r外 u外 e 当外电路短路时 r外 0 u外 0 i短 很大 一般情况下不允许外电路短路 讨论 在电源末接入电路的情况下 用电压表直接测量电池两极所得到的数值 近似等于电源电动势的大小 路端电压随电流变化的u i图像 图线与纵坐标交点表示电路断开情况 交点的纵坐标为电源电动势e 图线与横坐标交点表示外电路短路情况 交点横坐标为短路电流i短 e r 图线斜率值 tan 表示电源的内电阻r u i 注意 若纵轴的原点不在两轴交点时 此结论不成立 u e ir知 u是i的一次函数 电源的三个功率以及关系 电源的输出功率随外电阻变化的讨论 电源的总功率p总 ie 内耗功率 p内 i2r 输出功率 p出 p p内 ie i2r iu外 i2r外 当外电阻为纯电阻电路时 由图可知 同一功率对应着两个电阻值 两个电阻值之间有何关系呢 例题 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 一种测量电源电动势和内电阻的方法 例 在所示的电路中 r1 14 0 r2 9 0 当开关s扳到位置1时 电流表的示数为i1 0 20a 当开关s扳到位置2时 电流表的示数为i2 0 30a 求电流的电动势和内电阻 如果没有电流表 只有电压表 如何设计实验测量电源的内阻和电动势 例题 如图所示 图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线 图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线 若已知该蓄电池组的内阻为2 0 则这只定值电阻的阻值为 现有4只这种规格的定值电阻 可任意选取其中的若干只进行组合 作为该蓄电池组的外电路 则所组成的这些外电路中 输出功率最大时是 w 解 由图象可知蓄电池的电动势为20v 由斜率关系知外电阻阻值为6 用3只这种电阻并联作为外电阻 外电阻等于2 因此输出功率最大为50w 闭合电路中变量分析 1 保持不变的量只有电源的电动势和内电阻 电流 电压 电功率等都随外电阻的改变而改变 2 i u p公式 电流i e r外 r 内电压u内 ir er r外 r 外电压u外 ir外 e ir 总功率p总 ie 例题 如图所示 电源电动势为e 内电阻为r 当滑动变阻器的触片p从右端滑到左端时 发现电压表v1 v2示数变化的绝对值分别为 u1和 u2 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l3变暗 l2变亮b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c u1 u2 解 滑动变阻器的触片p从右端滑到左端 总电阻减小 总电流增大 路端电压减小 与电阻串联的灯泡l1 l2电流增大 变亮 与电阻并联的灯泡l3电压降低 变暗 u1减小 u2增大 而路端电压u u1 u2减小 所以u1的变化量大于u2的变化量 b d 闭合电路的u i图象 1 右图中a为闭合电路的u i图象b为部分电路 外电阻 的u i图象 2 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流 3 a的斜率的绝对值表示电源内阻的