闭合电路欧姆定律.ppt

1、1,高中物理选修3-1第二章 恒定电流,闭合电路欧姆定律,第七节,2,一、闭合电路:,闭合电路,外电路,1、用导线把电源、用电器和开关连接起来就组成一个闭合电路。,外电路：电源外部的用电器和导线构成外电路。,内电路：电源内部有电阻，所以构成电路是内电路。,内电路,3,在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在内电路中，即在电源内部，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向正极。,2、闭合电路的电流方向,内电路与外电路中的总电流是相同的。,4,3、电路中的电势变化情况,(1)在外电路中，沿电流方向电势降低。,(2)在内电路中，一方面， 存在内阻，沿电流方向电

2、势降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。,5,1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？,E,内电路,外电路,Q外=I2Rt,2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？,Q内=I2rt,3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？,W=EqEIt,4、以上各能量之间有什么关系？,思考与讨论：,6,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内能的总和。,W=Q外+Q内,即：EIt=I2Rt+I2rt.(1),化简得：E=IR+Ir=U外+U内.(2),1、U外=I.R是外电路上总的电势降落，习惯上叫

3、路端电压，或外电压。,2、U内=I.r是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。,7,由EIt=I2Rt+I2rt还可以得到：,表明：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的总电阻成反比；这一结论叫做闭合电路的欧姆定律。,注意：闭合电路欧姆定律只适用于纯电阻电路。,二、闭合电路欧姆定律,8,说明：,1、路端电压：U外=E-I.r,2、若电源断路，则I=0，U内=Ir=0， U外=E。,3、若外电路短路，R=0，则U外=0， U内=E。,4、以上两个公式仅适用于纯电阻电路,2、若电源断路，则U内=? U外=?,3、若外电路短路，则U外=?，U内=?。,而E=U外+U内适用于任何电路,9,

4、1、 如图1=14，2=9，当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时，电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r？,练习,10,2、如图R0.8当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V。则该电源的电动势和内电阻分别为多少?,根据内电路电流外电路总电流相同,11,R增大,R减小,路端电压：,三、路端电压跟负载的关系,I减小,外电压U外=E-Ir增大,I增大,外电压减小,内电压U内=Ir减小,内电压增大,R为负载：可以改变。,s,动态变化,12,例1：如图所示电路，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何

5、变化?已知各电表都为理想电表。,V1示数增大 V2示数增大 A示数减小,13,2、如图所示的电路中，当可变电阻R的值增大时（ ）,A、ab两点间的电压Uab增大 B、ab两点间的电压Uab减小 C、通过电阻R的电流I增大 D、通过电阻R的电流I减小,答案：AD,14,3、如图电源电动势为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L2、L3变暗，L1变亮 C、U1U2,15,四、电源的功率和效率,1、几个功率 电源的功率（电源的总功率）P 电源的输出功率： 外

6、电路消耗的功率P出或P外 电源内部消耗的功率：P内,思考：什么情况下电源的输出功率最大？,2、三个功率的关系闭合电路的功率分配关系,16,电源的输出功率讨论：,纯电阻电路：,P外,P出=UI,17,3、电源的效率：,18,例1：如图所示的电路中，电压表的电阻很大，开关S断开时，电压表的示数是4.8V，S闭合时，电压表的示数是3.6V，已知R1=R2=4，求：,(2)第一种情况下的电源的总功率，电源的输出功率，以及电源的热功率和电源的效率？,(1)电池的电动势和内电阻？,19,2、如图R为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为R1=2时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5时，电压表读

7、数为U2=5V，求： (1)电源的电动势E和内阻r？ (2)当电阻箱R读数为多 少时，电源的输出功率最 大?最大值Pm为多少?,20,3、两个电池1和2的电动势E1E2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同，比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2，电池的效率1和2的大小，则有（ ） A、P1P2，12 B、P1P2，12 D、P1P2，12,答案：B,21,五、电源的外特性曲线(U-I图象),（1）图象的函数表达：,在横轴上的截距表示电 源的短路电流：I短=E/r。,（2）图象的物理意义： 在纵轴上的截距表示电源的电动势E。,图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾

8、斜得越厉害。,A,B,rArB,22,（09年全国卷）因为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为( ),答案：B,23,例4：右图中图线表示某电池组的输出电压与电流关系，图线表示其输出功率与电流关系，该电池组的内阻为 ，当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是V。,5,30,24,六、含电容器的直流电路,电容器充放电结束后：,1、在直流电路中电容器可视为断路,2、与其串联的电阻无电流，两端没有电压，充当导线的作用,3、电容器若充电，电流流向正极板；若放电电流从正极板流出。,4、电容器两极板间电势差等于

9、与之并联的用电器两端电压。,25,例1：已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法（ ） A、增大R1 B、增大R2 C、增大R3 D、减小R1,CD,26,2、如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1R2，电源内阻可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中正确的有（ ） A、C1的电量增多，C2的电量减少 B、C1的电量减少，C2的电量增多 C、C1、C2的电量都增多 D、C1、C2的电量都减少,图103,答案：D,27,3、如图所示，电源电动势=12伏，内阻r=1欧，电阻R1=3欧，R2=2欧，R3=5欧，电容器的电容量C1=4F，C2=1F，求C1、C2所带电量？,Q1=1.610-5库 Q2=10-5库,28,【例4】下图中，E=10V，R1=4，R2=6，C=30F，电源内阻可忽略： （1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流？ （2）然后将开关S断开，求断开后流过R1的总电荷量？,29,例1：如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定（ ） 、L1