闭合电路欧姆定律(经典)

1、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 22 2U UW

2、=IUt =I Rt =tW =IUt =I Rt =tR R 在在外电路外电路中，电流方向由正极中，电流方向由正极流向负极，流向负极，沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低。 在在内电路内电路中，即在电源内部，中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极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移到正极，所以电流方向为负极流向正极。向正极。闭合回路的电流方向闭合回路的电流方向 内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相相同同的。的。1 1、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况（1 1）在外电路中，沿电流方向电势降低。）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2

3、 2）在内电路中，一方面，存在内阻，）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，沿沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势电流方向存在电势“跃升跃升”。bdacababcd4 42.讨论闭合回路中的能量转化关系讨论闭合回路中的能量转化关系1 1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻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？rERK内电路内电路外电路外电路E外外=I2Rt2 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，也有一部分电

4、能转化为内能，是多少？是多少？E内内=I2rt3 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=EqEIt4 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？ 根据能量守恒定律，非静电力做的根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。他形式的能的总和。W=E外外+E内内即：即：EIt=I2Rt+I2rtrREIIrIRE 说明：说明：二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律：IRU外 2 2、 是外电路上总的电势是外电路上总的电势降落，习惯上叫降落，习惯上叫路端电压路

5、端电压. .IrU内 3 3、 是内电路上的电势降是内电路上的电势降落，习惯上叫落，习惯上叫内电压内电压. . 1 1、只适用于纯电阻电路、只适用于纯电阻电路小结小结1 1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rREI2 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/00RIE rU端，0RIE 端，U断路断路短路短路（2 2）路端电

6、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 R1R1U =E =EU =E =Er rR+ rR+ r1 +1 +R R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UUE由由 IUIUEI内外得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率） EIP 总2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率） IUP外外3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 rIIUP2内内4 4、供电效率、供电效率 =P P出出/P/P总总U U外外/E /E 四、电池组的串并联四、电池组

7、的串并联1 1、串联：、串联：2 2、并联、并联：00nrr 串串nE00rn1r 并并E五、电源的功率和效率五、电源的功率和效率 1 1、功率、功率电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）:P:PE E=I IE E ; ;电源的输出功率电源的输出功率:P:P出出=I IU; U; 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率: :P P r=r=I I2 2r r2 2、电源的效率、电源的效率: : 3 3、电源的输出功率、电源的输出功率 : : 当内外电阻相等时，电源当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为的输出功率最大，为rEPm42o RP出出PmrEPURPERr只适用于纯电阻

8、电路）只适用于纯电阻电路）电源输出功率随外电阻变化的图线电源输出功率随外电阻变化的图线rRrRErRrRRErRREP22)(2222222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/WI/AO123ABC92W2W

9、0.50.5（上海（上海0505高考）高考）1 1、右图中图线、右图中图线表示某电池组的输出电压一表示某电池组的输出电压一电流关系，图线电流关系，图线表示其输出功率一电流关系表示其输出功率一电流关系该电池组的内阻为该电池组的内阻为当电池组当电池组的输出功率为的输出功率为120W120W时，电池组的输出电压是时，电池组的输出电压是V V 530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=

10、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 3表示，电表示数变化量

11、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 3 3、如图所示电路、如图所示电路, ,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、电流判断电路中的电压表、电流表的示数

12、如何变化表的示数如何变化? ?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示数减小示数减小七、含有电容器的直流电路七、含有电容器的直流电路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

13、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103D D课堂训练课堂训练5 5、如图所示，电源电动势、如图所示，电源电动势=12=12伏，内阻伏，内阻r=1r=1欧，电阻欧，电阻R R1 1=3=3欧，欧，R R2 2=2=2欧，欧，R R3 3=5=5欧，电容器的电欧，电容器的电容量容量C C1 1=4F,C=4F,C2 2=1F,=1F,求求C C1 1、C C2 2所带电量。所带电量。 QQ1 1=1.6=1.61010-5-5库库 Q Q2 2=10=10-5-5库库课堂训练课堂训练八、电路故障分析八、电路故障分析一、电路

14、故障的原因一、电路故障的原因1 1 、断路断路的特点的特点 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A 例例5 5 如图所示的电路中，闭合电键，灯如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、L L2 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯灯L L1 1变亮，灯变亮，灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，根变暗，电流

15、表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是据分析，发生的故障可能是 （ ）A A、R R1 1断路断路 B B、R R2 2断路断路C C、R R3 3短路短路 D D、R R4 4短路短路AL2R2R3R1R4L1AL1R1R2R3R4L2等效电路图6 6、如图所示的电路中，闭合电键、如图所示的电路中，闭合电键k k后，灯后，灯a a和和b b都正常发光，都正常发光， 后来由于某种故障使灯后来由于某种故障使灯b b突然变亮，电压表读数增加，由此推突然变亮，电压表读数增加，由此推 断断这故障可能是这故障可能是 （ ）A Aa a灯灯丝烧断灯灯丝烧断 B B电阻电阻R R2 2断断C C电阻电阻R

16、 R2 2短路短路 D D电容被击穿短路电容被击穿短路课堂训练课堂训练B B电 源 + +-+vF电F非W电0化学能转化为电势能化学能转化为电势能外电路中，电场力是做正功的，电荷的电势能减小外电路中，电场力是做正功的，电荷的电势能减小+外电路中：外电路中：顺电流方向顺电流方向电势降低！电势降低！内内 电路中：电路中：顺电流方向顺电流方向电势升高！电势升高！电 源 实际电源结构 + +vF电F非F阻wf0消耗电能普通电源的等效普通电源普通电源等效于理想电源内阻rU外EU内=Ir+ - +U外= E-U内=E-Ir串联关系总 结 E=U外+U内 =U外+Ir =IR+Ir =I(R+r)成立条件成

17、立条件:外电路外电路为为纯电阻纯电阻因为内电路为纯电阻因为内电路为纯电阻动态分析规律总结：可用四个字来概括：“串反并同串反并同”记忆方法：记忆方法：“并并”与与“同同”似有近意，似有近意，“并肩并肩同行同行”或或“羊肉串拿反了，并且手被烫疼了！羊肉串拿反了，并且手被烫疼了！”思 考V2+-A。电压表V2的正接线柱应接右边探针B。当P向左滑时，V1示数减小C。当P向右滑时，V2示数增大D。无论P向左或向右移动，V1、V2示数之和不变PV1探针深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象一、U-I关系图象图1短路状态短路状态外电压与总电流外电压与总电流的关系：的关系：U外=E-IrU内=I

18、r0UI开路状态内电压二 、U-R关系图象深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象0图2UR0短路状态断路状态rU=E-Ir =E-Er/(R+r) =E1-r/(R+r)=E.R/(R+r)深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象0图3开路状态短路状态三、 I-R关系图象 IRI=E/(R+r)深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象0图4总外内外rPR四、P-R关系图象P总=E2/(R+r)P外=I2R=E2. R/(R+r)2P内=I2r=E2 r/(R+r)2令E=2V，r=1欧0图5总外内深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象五、P-

19、U关系图象PU0图6总外内深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象六、P-I关系图象PU外E2/rE2/4rE/2E0图7开路状态短路状态1深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象七、效率-R关系图象效率效率R10图8深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象八、效率-U关系图象EU效率深入理解闭合电路的十个图象深入理解闭合电路的十个图象10图9I效率九、效率-I关系图象请自己推导关于闭合电路的十个图象请自己推导关于闭合电路的十个图象UI0一0UR二0三IR0四rPR0五PU0六IP0七1效率R10九效率I10八效率UE请问下列图像能反映哪些物理过程和规律？I

20、/AI/AU/v0函数方程：函数方程： RUI 物理规律：物理规律：（部分电路欧姆定律）（部分电路欧姆定律）导体中的电流跟它两端的电压成导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。正比，跟它的电阻成反比。 导体的伏安特性曲线：导体的伏安特性曲线：I-UI-U图图 /r/rU/vI/A0电源外电路的伏安特性曲线：电源外电路的伏安特性曲线：U-IU-I图图 函数方程函数方程：IrU物理规律：物理规律：路端电压和电路端电压和电流的关系，电流越大，路流的关系，电流越大，路端电压越小；电流越小，端电压越小；电流越小，路端电压越大路端电压越大 。斜率等于电阻斜率等于电阻的倒数的倒数斜率的绝对值等于

21、斜率的绝对值等于电源的内阻电源的内阻如图甲所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的如图甲所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的的ACAC、BCBC两直线所示，不考虑电表对电路的影响两直线所示，不考虑电表对电路的影响(1)(1)电压表电压表V V1 1、V V2 2的示数随电流表示数的变化图象应分别为的示数随电流表示数的变化图象应分别为U UI I图象中哪一条直线？图象中哪一条直线？(2)(2)定值电阻定值电阻R R0 0、变阻器的总电阻分别为多少？、变阻器的总电阻分别为多少？(3)(3)试求出电源的电动势和内阻试求出电源的电动势和内阻(4)(4