物理选修31人教新课标27闭合电路欧姆定律课件

1、,3,闭合电路的欧姆定律,一、电源的电动势和内电阻 1.电动势E (1)物理意义：反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量. (2)大小：等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值，也等于电源 电路时两极间的电压.,未接入,电源电动势的大小由 来决定. 电动势是标量，但为了说明问题方便，习惯上规定电动势的方向，在电源内部从 极指向 极. 电动势不是电压. 2.内电阻r：电源内部电路的电阻，有电流通过时自身会产生热量，电能转化为内能.,电源本身,负,正,二、闭合电路欧姆定律 1.内容：闭合电路里的电流跟 成正比，跟 成反比. 2.公式： . E=U外+Ir,电源的电动势,内外电路的电

2、阻之和,3.路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压，U外=E-Ir. (1)当外电阻R增大时，总电流I ，路端电压U外 . 当外电路断开时，I= ，U外= . (2)当外电阻R减小时，总电流I ，内电压 ，路端电压 . 当外电路短路时，外电阻R= ， I= ，U外= .,0,E,增大,增大,减小,0,0,减小,增大,(3)图象：U外-R关系图线如8-3-1所示， 由图象可知，随着外电阻R的增大，路端电压逐渐 .,图8-3-2,图8-3-1,增大,U外-I关系图象如图8-3-2所示， 由U外=E-Ir可知，图线为一条直线，与纵轴交点为 ，与横轴交点为 ，直线的斜率表示 .,电源电动势,短路

3、电流,电源内阻,电路的动态分析 在如图8-3-3所示电路中,当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时( ),图8-3-3,A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小,根据题意分析得：把题中的电压表和电流表都看做是理想的，电路简化成：R2、R3并联后与R1串联.当滑动触头P向b端移动时，R3阻值变小.R2、R3并联部分总电阻变小，根据串联电路原理，R1和内电阻上电压增大，R2、R3并联部分电压减小，由此可得：外电路上总电压变小，电压表示数变小，R2上电流变小,但干路总电流变大，因此R3上电流变大，电流

4、表示数变大，所以本题的正确选项应该为B.,变式训练1：如图834所示电路中，R1=4，R2=6，电源内阻不可忽略，电流表内阻不计，当电键S2闭合时，电流表的示数为3A，则当S2断开时，电流表示数可能为( ) A3.2A B2.1A C1.2A D0.8A,图834,解析：断开后，总电阻变大，电流变小，A错原来路端电压是12V，后来路端电压应大于12V，电流则大于1.2A. C和D错，B对,电源电动势与路端电压的关系,图835,变式训练2：如图8-3-6所示的电路中，电源E电动势为3.2V，电阻R的阻值为30，小灯泡的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3V

5、，那么当开关S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是( ) A.很暗，甚至不亮 B.正常发光 C.比正常发光略亮 D.有可能被烧坏,图8-3-6,A,闭合电路中的功率计算 三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A.若将它们连接成图8-3-6(a)、(b)所示电路,且灯泡都正常发光.,图8-3-6,(1)试求图(a)电路的总电流和电阻R2消耗的电功率； (2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能.,(1)由题意，在图(a)电路中，电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9A U路端=E-I总r=2.55V UR2=U路端-

6、UL3=0.05V IR2=I总=0.9A R2消耗功率为PR2=IR2UR2=0.045W,(2)图(a)电源提供的电功率 P总=I总E=0.93W=2.7W 图(b)电源提供的电功率 P总=I总E=0.36W=1.8W 由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P总P总,所以,题中图(b)电路比题中图(a)电路节能.,(1)只要熟练掌握闭合电路的欧姆定律及功率的计算方法，本题不难解答. 电源的总功率：P总=IE=P内+P外 电源内阻消耗的功率：P内=I2r 电源的输出功率：P外=P出=IU (2)由于图(a)中总电流为三灯电流之和，尽管E= E，仍有P总P总，该题从节能的角度为实际电路的连

7、接提供了有力的理论依据.,变式训练3：如图837所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V，内电阻r=1，电阻R=15.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间若小球带电量为q=110-2C，质量为m=210-2kg，不考虑空气阻力那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g=10m/s2),图837,电路与力学知识的结合 电子秤是一种将力学量转化为电学量进行测量的装置.图8-3-8(a)是某同学在科技活动中自制电子秤的原理图，该电子秤利用电压表的示数

8、来指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧相连，托盘没有放重物时，电压表示数为零，设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力.,(1)通过分析求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；,图8-3-8,(2)由(1)的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于划分刻度.请你利用原有器材进行改进，使电压表的示数与待测物体的质量成正比，以利于刻度的划分，在图8-3-8(b)的基础上完成改进电路图，并求出电压表的示数U与所称物体质量m的关系式.,(1)设当所称物体

9、的质量为m时，弹簧被压缩的距离为x，由胡克定律和物体平衡条件得： mg=kx,即x= 由电阻定律可知，此时滑动变阻器接入电路中的有效电阻为R=,由闭合电路的欧姆定律得，电路中的总电流为： I= 电压表测得的R两端的电压，由欧姆定律得 U=IR=,(2)改进后的电路图如右图所示 I= 此时电压表测的仍是R两端的电压 U=IR=,变式训练4：压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图839(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图839(b)所示，下列判断正确的是( ),图839,A. 从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B. 从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C. 从t2到