人教版高二物理选修3-12.7闭合电路欧姆定律 课件 (共43张PPT)

1、2.7 2.7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 （一）（一） 复习回顾复习回顾: : 1 1、什么是电源？、什么是电源？ 2 2、电源电动势的概念、电源电动势的概念? ?物理意义物理意义? ? 把其它形式的能转换成电能的装置。把其它形式的能转换成电能的装置。 （1 1）定义：在电源内部非静电力把单位正电）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。荷从电源的负极移到正极所做的功。 （2 2）意义：电动势表示电源将其他形式的能）意义：电动势表示电源将其他形式的能 转化为电能本领。转化为电能本领。 3 3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？、如何计算电路中电能转化

2、为其它形式的能？ W = I U t 对于纯电阻电路对于纯电阻电路 2 2 2 2 U U W =IUt =I Rt =tW =IUt =I Rt =t R R 一、闭合电路一、闭合电路 用导线把用导线把电源、用电器电源、用电器连成一个闭合电路连成一个闭合电路。 外电路外电路: :电源外部的用电器和导线构成外电路电源外部的用电器和导线构成外电路. . 内电路内电路: :电源内部是内电路电源内部是内电路. . 闭合电路闭合电路 部分电路部分电路 rE R K 内电路内电路 外电路外电路 等效成等效成 外电路中：外电路中：正极正极负极负极 内电路中：内电路中：负极负极正极。正极。 1 1、闭合回路

3、的、闭合回路的电流方向电流方向 I内 内 = I外外（内、外电路电流相等） （内、外电路电流相等） ab c d 2 2、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况 （1 1）在）在外电路外电路中中: :沿电流方向电势降低。沿电流方向电势降低。 （2 2）在）在内电路内电路中中: : 存在内阻，存在内阻，沿电流方向沿电流方向电势也降低电势也降低； 沿电流方向沿电流方向存在电势存在电势“跃升跃升”。 b d a c rE R K 内电路内电路 外电路外电路 Q外 外=I2Rt 2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内，当电流通过内 电路时，也有一部分电能转化为内能，电路时，也有

4、一部分电能转化为内能， 是多少？是多少？ Q内 内=I2rt 3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内内 非静电力做多少功非静电力做多少功 W非 非=Eq EIt 4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？ 3.闭合回路中的能量转化关系闭合回路中的能量转化关系 1 1、若、若外电路外电路中的用电器都是中的用电器都是纯电阻纯电阻R R，在时间，在时间t t内外内外 电路中有多少电能转化为内能？电路中有多少电能转化为内能？ 由由能量守恒定律能量守恒定律，非静电力做的功，非静电力做的功 应该等于内外电路中电能转化为其他应该等于内外电路中电能转化为其他 形式的

5、能的总和。形式的能的总和。 即：即：EIt=I2Rt+I2rt WW非 非=Q =Q外 外+Q +Q内 内 rR E IIrIRE 即 二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律： 表述：表述：闭合电路中的电流闭合电路中的电流跟电源的跟电源的电动势电动势成正比，成正比， 跟跟内、外电路的电阻之和内、外电路的电阻之和成反比成反比 rR E IIrIRE 即 （条件：外电路为（条件：外电路为纯电阻纯电阻） 说明： 1、IR=U外 外外电路上总的电势降落， 外电路上总的电势降落， 习惯上叫习惯上叫外电压外电压（或（或路端电压）路端电压） 2 2、Ir=Ir=U内 内内电路上的电势降落，习惯上叫 内电路

6、上的电势降落，习惯上叫 内电压内电压. . 常用变形式：E = U外 + Ir （一切电路） E = U外 + U内（一切电路） R R增大增大，电流减小，电流减小，路端电压增大路端电压增大 R R减小减小，电流增大，电流增大，路端电压减小路端电压减小 路端电压路端电压: : IrEU 三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系 （外电路为纯电阻）又 rR E I R1R1 U =E =EU =E =E r r R+ rR+ r 1 +1 + R R 路端电压：路端电压：即外电压，也是即外电压，也是电源两极间的电压电源两极间的电压 、两个特例：、两个特例： （2 2）外电路）外电路短路短

7、路时时 /00RIE rU 端 ， 0RIE 端 ，U （1 1）外电路）外电路断路断路时时 IrEU rR E I 由 ab 、电源的电源的外特性曲线外特性曲线（即电源的（即电源的U-IU-I图像）图像） 路端电压路端电压 U U 随电流随电流 I I 变化的图象变化的图象 IrEU 纵截距纵截距-电动势电动势E E rEI/ 短 横截距横截距-短路电流短路电流 斜率的斜率的绝对值绝对值-内阻内阻 小结小结 1 1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rR E I 2 2路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系： IrEU （1 1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正）表述：闭合电路中的电

8、流跟电源的电动势成正 比，跟内、外电路的电阻之和成反比比，跟内、外电路的电阻之和成反比 （2 2）表达式）表达式 （1 1）路端电压随外电路电阻）路端电压随外电路电阻R R增大而增大增大而增大 断路断路 短路短路 （2 2）路端电压）路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 R1R1 U =E =EU =E =E r r R+ rR+ r 1 +1 + R R 1 1、在如图所示的电路中，电源的电动、在如图所示的电路中，电源的电动 势为势为 9V 9V，内阻为，内阻为1 1，外电路的电阻，外电路的电阻 R R1 1为为1 17 7， 求电路中的电流和路端电求电路中的电流和路端电 压

9、压. .若将电阻换为若将电阻换为R R2 2=3=35 5，情况如何？，情况如何？ R S Er 课堂训练课堂训练 2.7 2.7 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 （二）（二） 四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率 由于闭合电路中内、外电路的电流相等由于闭合电路中内、外电路的电流相等 内外 由UUE 内出内外 PPIUIUEI得得 1 1电源的功率电源的功率 2 2电源的电源的输出功率输出功率（外电路得到的功率）（外电路得到的功率） IUP 外外 3 3电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率 rIIUP 2 内内 4 4、电源效率、电源效率 %100 rR R 若外电路为纯电阻： P总 总

10、=E I = P出出+P内内 %100%100 E U P P 外 总 出 r R rR E R rR E RIP 4 )( )( 2 2 22 出 若外电路为纯电阻： 总结：电路中的功率及效率问题总结：电路中的功率及效率问题 六、电路的动态分析问题六、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。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、并电路欧姆定律、

11、串联电路的电压关系、并 联电路的电流关系。联电路的电流关系。 思路思路: : 例例1 1、当滑动变阻器的滑片、当滑动变阻器的滑片P P向上移动时向上移动时, , 判断电路中的电压表、电流表的示数如判断电路中的电压表、电流表的示数如 何变化何变化? ? 课堂训练课堂训练 V V1 1示数增大示数增大 V V2 2示数增大示数增大 A A示数减小示数减小 例例3 3 如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内电阻，内电阻 为为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到从右端滑到 左端时，发现电压表左端时，发现电压表V V1 1、V V2 2示数变化的示数变化的 绝对值分

12、别为绝对值分别为UU1 1和和UU2 2，下列说法中，下列说法中 正确的是正确的是 A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L2 2变亮变亮 B.B.小灯泡小灯泡L L3 3变暗，变暗，L L1 1、L L2 2变亮变亮 C.C.UU1 1UU2 2 V2V1 L1 L2 L3 P B D B D 练练、在如图电路中，闭合电键在如图电路中，闭合电键S S，当滑动变阻器的，当滑动变阻器的 滑动触头滑动触头P P 向下滑动时，四个理想电表的示数向下滑动时，四个理想电表的示数 都发生变化，电表的示数分别用都发生变化，电表的示数分别用I I、U U1 1、U U2 2和和U U3

13、 3 表示，电表示数变化量的大小分别用表示，电表示数变化量的大小分别用II、UU1 1、 UU2 2和和UU3 3表示下列比值正确的是表示下列比值正确的是 （ ） A A、U U1 1/I /I不变，不变，UU1 1/I/I不变不变 B B、U U2 2/I /I变大，变大，UU2 2/I/I变大变大 C C、U U2 2/I /I变大，变大，UU2 2/I/I不变不变 D D、U U3 3/I /I变大，变大，UU3 3/I/I不变不变 答案：答案：ACD 七、含有电容器的直流电路七、含有电容器的直流电路 八、电路故障分析八、电路故障分析 一、电路故障的原因一、电路故障的原因 1 1 、断路

14、断路的特点的特点 电流为零，断点的同侧无电势差，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若只有一个断点，断点的两端有电势差 造成的结果造成的结果 电路中的总电阻增大，干路上的电流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减小，与其并联的用电器两端的电压增大 2 2 、短路短路的特点的特点 被短路的用电器两端无电压，用电被短路的用电器两端无电压，用电 器无电流流过器无电流流过 电路中总电阻减小，干路电流增大，电路中总电阻减小，干路电流增大， 被短路用电器不工作，与其串联的用被短路用电器不工作，与其串联的用 电器两端电压增大电器两端电压增大 造

15、成的结果造成的结果 A L2 R2 R3 R1 R4 L1 A L1 R1 R2 R3 R4 L2 等效电路图 1 1、 如图，如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关当开关 处于位置处于位置1 1时时, ,理想电流表读数理想电流表读数I I1 1=0.2A=0.2A； 当开关处于位置当开关处于位置2 2时时, ,电流表读数电流表读数 I I2 2=0.3A=0.3A求电源的电动势求电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r。 1 A R1 R2 2 Er E = 3V E = 3V r = 1r = 1 课堂训练课堂训练 2 2、如图，、如图，R R0.80.8当开关当开关S S断

16、开时电压断开时电压 表的读数为表的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时电压闭合时电压 表的读数为表的读数为1.2V1.2V则该电源的电动势和则该电源的电动势和 内电阻分别为多少内电阻分别为多少? ? 4、 3、 例例1 1 已知如图，已知如图，E E =6V=6V，r r =4=4，R R1 1=2=2， R R2 2的变化范围是的变化范围是0 01010。求：。求： 电源的最大输出功率；电源的最大输出功率； R R1 1上消耗的最大功率；上消耗的最大功率； R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 E r R2 R1 2.25W2.25W； 2W2W； 1.5W1.5W

17、。 例例2 2 直线直线OACOAC为某一直流电源的总功率为某一直流电源的总功率 P P总随电流总随电流I I变化的图线变化的图线, ,抛物线抛物线OBCOBC为为 同一直流电源内部热功率同一直流电源内部热功率PrPr随电流随电流I I变变 化的图线化的图线, ,若若A A、B B对应的横坐标为对应的横坐标为2A,2A, 那么线段那么线段ABAB表示的功率为表示的功率为 W, W, I I=2A=2A对应的外电阻是对应的外电阻是 . P/W I/A O 123 A B C 9 2W2W 0.50.5 （上海（上海0505高考）高考） 1 1、右图中图线表示某电池组的输出电压一、右图中图线表示某

18、电池组的输出电压一 电流关系，图线表示其输出功率一电流关电流关系，图线表示其输出功率一电流关 系该电池组的内阻为系该电池组的内阻为当电池当电池 组的输出功率为组的输出功率为120W120W时，电池组的输出电压时，电池组的输出电压 是是V V 5 30 课堂训练课堂训练 2 2、如图所示，、如图所示，R R为电阻箱，为电阻箱，V V为理想电压表当电阻箱读为理想电压表当电阻箱读 数为数为R R1 1=2=2时，电压表读数为时，电压表读数为U U1 1=4V=4V；当电阻箱读数；当电阻箱读数 为为R R2 2=5=5时，电压表读数为时，电压表读数为U U2 2=5V=5V求：求： (1)(1)电源的

19、电动势电源的电动势E E和内阻和内阻r r。 (2)(2)当电阻箱当电阻箱R R读数为多少时，电源的输出功率最大读数为多少时，电源的输出功率最大? ?最大最大 值值PmPm为多少为多少? ? 6EV1r R1，P9W 例例4.4.已知如图，电源内阻不计。为使已知如图，电源内阻不计。为使 电容器的带电量增大，可采取以下电容器的带电量增大，可采取以下 那些方法：（那些方法：（ ） A.A.增大增大R R1 1 B. B.增大增大R R2 2 C. C.增大增大R R3 3 D. D.减小减小R R1 1 R1 R3 R2 E C A B B C C C R1R2 R3 CDCD 4 4如图如图10-310-3所示的电路中，已知电容所示的电路中，已知电容 C C1 1=C=C2 2，电阻，电阻R R1 1R R2 2，电源内阻可忽略不，电源内阻可忽略不 计，当开关计，当开关S S接通时，以下说法中正确的接通时，以下说法中正确的 有有 （ ） A A、C C1 1的电量增多，的电量增多，C C2 2的电量减少的电量减少 B B、C C1 1的电量减少，的电量减少，C C2 2的电量增多的电量增多 C C、C C1 1、C C2 2的电量都增多的电量都增多 D D、C C1 1、C C2 2的电量都减少的电量都减少 图103 D D 课堂训练课堂训练 5 5、如