高中物理人教版选修27闭合电路欧姆定律课件

教学目标1.能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2.理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。4.熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。5.理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。2.7闭合电路欧姆定律1、欧姆定律表达式纯电阻电路2、此公式的适用条件3、电源的作用保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流4、各种电池电池组的串并联1、串联：2、并联：外电路内电路1、几个概念R:外阻外电阻内电阻EU外U内I一、闭合电路的欧姆定律的实验和理论2.一个研究闭合电路的欧姆定律的实验说明可调内阻的电池一套（E=2.1V）电压表2只、电阻箱1只、开关1只、导线。电阻箱读数R（Ω）内电路电压U’（V）外电路电压U（V）U+U’（V）

误差（%）

1000.371.722.090.51500.281.822.1002000.201.892.090.51）连接线路2）S断开，测量E(与开路电压V1相等）；3）调节电池内阻。4）接通电路,将V1、V2表的读数记入表内；6）分析、处理数据。5）改变内阻，重复步骤4【实验探究：闭合电路中电流I大小的决定因素】3.从能量守恒推导电动势与内外电压的关系由能量守恒：化学反应（非静力做功）产生电能消耗的电能电流做功（电场力做功）

理论推导与实验结论完全一致内电路r:内阻产生的电能等于内外电路消耗的电能二.闭合电路欧姆定律适用条件:对纯电阻电路

其他表达形式：2.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．当外电路只有电阻R时abababcdbdac3、电路中的电势变化情况（1）在外电路中，沿电流方向经过R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Ir另一方面，由于非静电力的功，沿电流方向存在电势“跃升”E。外电路两端的电压叫路端电压１、由以上两式分析U与R的关系R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小三、路端电压随电流的变化的关系２、两个特例：（2）外电路短路时（1）外电路断路时ABABBDCA（1）外电路断路时（2）外电路短路时断路(R→∞I=0)短路(R=0)两种特殊情况BDCA

3．电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）2）电源的U-I图象，

OUIEI短图像斜率的绝对值表示内电阻，即：3)下图中a图线表示定值电阻的U-I图像:两图像的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率.oIUEU0

M（I0,U0）NI0Imba例1、在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V,内阻0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压。由闭合电路欧姆定律路端电压为解:RE,r

例2.许多人造卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板的开路电压是600μV，短路电流是30μA。（1）求这块电池板的内阻。（2）用此电池给阻值为R=40的电阻供电，电路中的电流是多少？路端电压是多少

？解:开路电压的大小等于电源电动势,即E,rRE,r例3在下图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A。求电源的电动势E和r。解:字母运算:代入数据得:SR1VR212对点训练1.(多选）在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（）A.被测电池的电动势为1.5VB.被测电池的内电阻为2.0ΩC.外电路短路时的电流约为3.0AD.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小ACDU/VI/AOAB12340.51.01.5对点训练对点训练2、电源的电动势为2V，外电阻为9Ω时，路端电压为1.8V，求电源的内电阻？解:电路中电流为RE,r内阻为对点训练3．用图5所示电路，测定电池组的电动势和内电阻，定值电阻R=7.0Ω。在电键S未接通时，电压表的读数是6.0V；电键S接通后，电压表的读数变为5.6V。那么电池组的电动势和内电阻分别等于（）

A．6.0V0.5ΩB．6.0V1.25ΩC．5.6V1.25ΩD．5.6V0.5Ω

A解:开路电压就是电源电动势,E=6.0V对点训练4、如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电流为0.2A时的外电阻是28.4ΩD.电源的短路电流为0.5A6.000.20.4U/VI/AABD对点训练5.一太阳能电池板,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20Ω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解:E=800mV=0.8V,由所以:D1．程序法。基本思路是“局部→整体→局部”。具体步骤：（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；（4）由U外==E-Ir确定电源的外电压如何变化四、电路的动态分析问题（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化I其他U其他（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用节点电流关系）。

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。主要的方法有：3．特殊值法与极值法：①极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。②特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。2．“串反并同”结论法①“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。②“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。

4、滑线变阻器常见几种接法的特点（1）限流式接法：RAB随pb间的电阻增大而增大。ABpb.a（2）分压式接法：当P由a滑至b时，电路的总电阻RAB持续减小；若P点反向移动，则RAB持续增大。ABabPR1R2.（3）并联式电路。由于两并联支路的电阻之和为定值，则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大（减小）而减小（增大）；且支路阻值相等时有最大值，相差最大时有最小值。R1R2R3ABabp.证明：令两支路的阻值被分为Ra、Rb,且Ra+Rb=R0,其中R0为定值。则设R1>R2，当滑动端在b点时R并最小。例1、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A.电灯L更亮,安培表的示数减小B.电灯L更亮,安培表的示数增大C.电灯L变暗,安培表的示数减小D.电灯L变暗,安培表的示数增大AAabR1R2程序法：“串反并同”结论法例2、

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ΔU1和ΔU2，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.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2V2V1L1L2L3P

BD例3、如图所示的电路中电动势E

及内电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，当滑动头从A移到B的过程中，电流表示数如何变化？ARR0

AB故电流表的示数先减小，后增大对点训练1.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则(

)A．电灯L变亮，安培表的示数减小B．电灯L变亮，安培表的示数增大C．电灯L变暗，安培表的示数减小D．电灯L变暗，安培表的示数增大解析：选A。变阻器的滑片P向b端滑动，R1接入电路的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，安培表的示数减小，路端电压U增大，电灯两端电压增大，电灯L变亮。A正确，B、C、D错误。A对点训练2、如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,R1和R2是两个定值电阻,当可变电阻R的滑片向a点移动时,通过R1的电流和I1和通过R2的电流I2将发出的变化是()I1变大,I2变小B.I1变大,I2变大C.I1变小,I2变大D.I1变小,I2变小CR1I1I2R2Rab3、如图所示，A灯和B灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片P向上滑动时，两灯亮度变化是()A、A灯变亮，B灯变亮B、A灯变暗，B灯变亮C、A灯变暗，B灯变暗D、A灯变亮，B灯变暗A5、如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，在滑动变阻器R的滑动头P从A滑动到B的过程中，电阻R1

上消耗的电功率如何变化？12ErABP若R<R2，总电阻一直在减小，干路电流一直在增大，故定值电阻R1消耗的功率一直在增大；若R>R2，总电阻先增大，后减小,干路电流先减小，后增大，故定值电阻R1消耗的功率先减小，后增大；4.如图，当滑线变阻器的滑动触点向b移动时：()A、伏特表V的读数增大，安培表A的读数减少B、伏特表V的读数增大，安培表A的读数增大C、伏特表V的读数减少，安培表A的读数减少D、伏特表V的读数减少，安培表A的读数增大A(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。五、电源输出功率的讨论1、纯电阻电路中输出功率随外电阻变化的规律由上式可以看出P出与R的关系(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。电源的功率最大时，其效率只有50℅2、电源最大输出功率讨论的几种思路1）从P随R的变化讨论3）从P随U的变化讨论2）从P随I的变化讨论P/WI/AO123ABC丙乙甲例1、如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？R2＝0时，R1消耗的功率最大，为2W例1如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗功率最大？最大功率是多少？R2＝2.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为2.5W例：如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？R2＝1.5Ω时，电源的输出功率最大，为3.125W1、把两节“电动势是1.5V,内阻是1Ω”的干电池串联,给标有“2.4V,0.3A”的灯泡供电时,通过灯泡的电流是＿＿＿A