电源电动势_闭合电路欧姆定律 (1).ppt

关于电源电动势_闭合电路欧姆定律(1)现在学习的是第1页，共24页电源的特点电源的特点1.电源能维持电荷的流动是因电源能维持电荷的流动是因为它具有把自由电荷从负极经为它具有把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极的能力电源内部搬运到正极的能力2.正负极堆积着正负电荷，所正负极堆积着正负电荷，所以电源内部存在着由正极指向以电源内部存在着由正极指向负极的静电场负极的静电场3.要把电荷从负极搬运到正极就要克服静电场对电荷的作用力要把电荷从负极搬运到正极就要克服静电场对电荷的作用力4.一定存在着一定存在着“非静电力非静电力”，它像个，它像个“搬运工搬运工”5.即使是把相同的电荷量从负极移到正极，非静电力在不同的电即使是把相同的电荷量从负极移到正极，非静电力在不同的电源中做的功也不一样，就像把相同的重物从一楼搬上二楼，人力源中做的功也不一样，就像把相同的重物从一楼搬上二楼，人力做的功不一样做的功不一样(层高不同层高不同)6.看来非静电力对电荷做的功与电荷的比值有特殊意义看来非静电力对电荷做的功与电荷的比值有特殊意义(相当于相当于楼房的层高楼房的层高)定义为电动势定义为电动势 abcd正极正极负极负极电源电源+E现在学习的是第2页，共24页 一一.电动势和内电阻电动势和内电阻 1.电动势电动势：（1）物理意义：表征电源将其它形式能转化为电能本）物理意义：表征电源将其它形式能转化为电能本领的物理量。领的物理量。（2）定义：非静电力把正电荷从电源负极移到正）定义：非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功与被移送电量的比。极所做的功与被移送电量的比。（3）方向：）方向：*为了便于计算为了便于计算规定规定 E 的的方向由方向由负极板经内电路指向正极板，即负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。+现在学习的是第3页，共24页电源电动势的两点说明电源电动势的两点说明 电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电源电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电源的材料、结构决定。的材料、结构决定。从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。(E E =W非静电力非静电力/q)现在学习的是第4页，共24页例题：关于电动势，下列说法中正确的是例题：关于电动势，下列说法中正确的是 A在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向B在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同向相同C电动势的方向是电源内部电势升高的方向电动势的方向是电源内部电势升高的方向D电动势是矢量电动势是矢量ABC现在学习的是第5页，共24页内电压内电压:电流通过电源内电路时，也有电压降落电流通过电源内电路时，也有电压降落 U U内内=Ir=Ir 电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。2.内电阻：内电阻：电源内电路上的电阻电源内电路上的电阻电源外部电流从正极板到负极板叫电源外部电流从正极板到负极板叫外电路外电路。电源内部电流从负极板到正极板叫电源内部电流从负极板到正极板叫内电路内电路。现在学习的是第6页，共24页讨论讨论1.1.合上开关合上开关,在一段时间内在一段时间内,电路中有电流的同时伴随能量的转电路中有电流的同时伴随能量的转化化,整个电路中电能转化为什么能整个电路中电能转化为什么能?各是什么各是什么?2.2.电路中的电能又是什么能转化来的电路中的电能又是什么能转化来的?在电源内部是如何实在电源内部是如何实现现?如何表达各能如何表达各能?rERK内电路内电路外电路外电路3 3、以上各能量之间有什么关系？以上各能量之间有什么关系？化学能化学能电能电能内能内能非静力作功非静力作功电流作功电流作功W=EqEItE外外=I2RtE内内=I2rt现在学习的是第7页，共24页 根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。W=EW=E外外+E+E内内即：即：EIt=IEIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt二二.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1.1.内容内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外：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电路的电阻之和成反比适用条件适用条件:对纯电阻电路对纯电阻电路 现在学习的是第8页，共24页 2.2.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律表达形式有：表达形式有：E=UE=U外外+U+U内内 （I I、R R间间关系）关系）U=E-Ir U=E-Ir （U U、I I间间关系）关系）（U U、R R间间关系）关系）现在学习的是第9页，共24页CuSO4ZnSO4CuZnCuSO4ZnSO4CuZnABCD铜极板上有铜极板上有CuCu+离子离子沉积，在锌极板处沉积，在锌极板处ZnZn+溶溶解；动态平衡下溶液内各解；动态平衡下溶液内各处电位相等。处电位相等。电源开路时：电源开路时：A、B、C、D各处各处电位如图所示电位如图所示 D A CB电位跃变电位跃变由电源决定由电源决定电源开路时，电源开路时，路端电压等于电动势。路端电压等于电动势。化学电池化学电池现在学习的是第10页，共24页外电路接通时外电路接通时 D A C BI r定义为定义为内阻上压降内阻上压降+ADDA现在学习的是第11页，共24页a ab ba ab bbdca5 5bdca两个特例：两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时（1 1）外电路）外电路断路断路时时现在学习的是第12页，共24页3.能用欧姆定律推出的结论：能用欧姆定律推出的结论：（1）当外阻增大时，路端电压增大，电流变小，）当外阻增大时，路端电压增大，电流变小，内电压变小。内电压变小。（2）当外阻减小时，路端电压减小，电流变大，）当外阻减小时，路端电压减小，电流变大，内电压变大。内电压变大。（3）断路时，）断路时，I0，U外外E（4）短路时，）短路时，R0，IE/r，U外外0 用闭合电路欧姆定律用闭合电路欧姆定律 E=U+I r来分析路端电压随来分析路端电压随着外电阻的变化：着外电阻的变化：现在学习的是第13页，共24页 解：解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组根据全电路欧姆定律，可列出方程组 【例例1】如如图图所所示示，R1=8.0 W W，R2=5.0 W W，当当单单刀刀双双掷掷开开关关 S 扳扳到到位位置置 1 时时，则则得得的的电电流流 I1=0.20 A；当当S 扳扳到到位位置置 2 时时，测测得得电流电流 I 2=0.30 A。求电源电动势求电源电动势E 和内电阻和内电阻Ri。RiSEAR1R212现在学习的是第14页，共24页消去消去E，可得电源的内电阻为可得电源的内电阻为电源的电动势为电源的电动势为 讨论：讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。现在学习的是第15页，共24页 【例例2】4 盏盏“220 V，100 W”的的灯灯泡泡，并并联联后后接接在在电电动动势势为为220 V、内内阻阻为为 2 W W的的电电源源上上。（1）只只打打开开 1 盏盏灯灯时时，此此灯灯两两端端的的电电压压是是多多少少？（2）同同时时打打开开4 盏盏灯灯时时，此此灯灯两两端端的的电电压压又又是是多多少少？解解:（1）根根据据灯灯泡泡上上的的额额定定电电压压和和额额定定功功率率，计计算算出出灯灯泡泡的的电电阻阻为为 只打开只打开1盏灯时，外电阻盏灯时，外电阻R1=484 W W，电路中的电流为电路中的电流为现在学习的是第16页，共24页 （2）同时打开同时打开4盏灯时，外电阻为盏灯时，外电阻为 电灯两端电压为电灯两端电压为 讨论：讨论：从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。越小，端电压就越小。电灯两端的电压为电灯两端的电压为现在学习的是第17页，共24页 1.已已知知电电路路中中的的电电源源电电动动势势是是1.5 V，内内电电阻阻是是0.1 W W，外外电电路的电阻是路的电阻是1.4 W W。求电路中的电流求电路中的电流 I 和端电压和端电压U。解：解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为根据全电路欧姆定律，电路中的电流为 端电压为端电压为 练练 习习现在学习的是第18页，共24页 解：解：根据全电路欧姆定律，列方程根据全电路欧姆定律，列方程得得 RRiSEAV 2.如如图图所所示示，当当滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片在在某某一一位位置置时时，电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数分分别别是是 I1=0.20 A，U1=1.98 V；改改变变滑滑片片的的位位置置后后，两两表表的的读读数数分分别别为为 I 2=0.40 A，U 2=1.96 V。求求电电源源的的电动势和内电阻。电动势和内电阻。解之得解之得现在学习的是第19页，共24页 三电源的伏安特性三电源的伏安特性（路端电压随电流变（路端电压随电流变化的图像）化的图像）uo iEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im两两图图像像的的交交点点坐坐标标表表示示该该电电阻阻接接入入电电路路时时电电路路的的总总电电流流和和路路端端电电压压；该该点点和和原原点点之之间间的的矩矩形形的的面面积积表表示示输输出出功功率率.a a为电为电源的源的U-IU-I图图象，象，图图像像纵纵截距表示截距表示电电源源的的电动势电动势E E，图图像斜率正切像斜率正切值值的的绝对值绝对值表示表示内内电电阻，即：阻，即：tantan=r=r b b为为外外电电阻的阻的U-IU-I图图象象.现在学习的是第20页，共24页 【例例3】如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10，R2=8当电键当电键S接位置接位置1时，电流表的时，电流表的示数为示数为0.20A那么当电键那么当电键S接位置接位置2时，电流表的时，电流表的示数可能是下列的哪些值示数可能是下列的哪些值 A.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A 2AR1R21S现在学习的是第21页，共24页I/AU/VOR=10R=80.22.00.25现在学习的是第22页，共24页 3.如如图图，图图线线a是是一一电电源源的的伏伏安安特特性性曲曲线线，图图线线b是是一一定定值值电电阻阻的的伏伏安安特特性性曲曲线线若若已已知知该该电电源源的的内内阻阻为为2.0，则这只定值电阻的阻值为，则这只定值电阻的阻值为_U/VI/Ao2015105ab 练练 习习现在学习的是第23页，共24页感谢大家观看现在学习的是第24页，共24页