闭合电路欧姆定律课件（四）.ppt
闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律新课引入新课引入 前面讲了两种电路结构：串联、并联及其混联前面讲了两种电路结构：串联、并联及其混联电路，并研究例他们电路，并研究例他们U、I、R特点和规律，但我们特点和规律，但我们看他们的电流，均是有始有终的，这种电路，我们看他们的电流，均是有始有终的，这种电路，我们称之为部分电路，其中电流的决定关系我们叫部分称之为部分电路，其中电流的决定关系我们叫部分电路欧姆定律。电路欧姆定律。实际上的任何电路都包括电源和用电器，电流实际上的任何电路都包括电源和用电器，电流在其中是闭合的，这样的电路我们称之为闭合电路。在其中是闭合的，这样的电路我们称之为闭合电路。为研究的方便，我们把其中电源两极之间的电路叫为研究的方便，我们把其中电源两极之间的电路叫内电路、两极之外的电路叫外电路。内电路、两极之外的电路叫外电路。在闭合电路中，电流的决定关系是怎样的，在闭合电路中，电流的决定关系是怎样的，这就是本节课要学习的闭合电路欧姆定律。这就是本节课要学习的闭合电路欧姆定律。偶电层偶电层电动势电动势E内电压内电压U内内外电压外电压U外外根据电路闭合根据电路闭合的特点，它们的特点，它们的关系是：的关系是：E=U内内+U外外E=Ir+U外外E=Ir+IR外外从电路闭合的特点研究闭合电路中电流的决定关系从电路闭合的特点研究闭合电路中电流的决定关系偶电层偶电层电动势电动势E内电压内电压U内内外电压外电压U外外这个关系也能从能的转化角度导出这个关系也能从能的转化角度导出设电路电流为设电路电流为I I，在，在t t时间内时间内电源搬移的电荷量电源搬移的电荷量非静电力做功转化得到的电能非静电力做功转化得到的电能内电阻消耗的电能内电阻消耗的电能外电路消耗的电能外电路消耗的电能q=ItW非非=qE=EItW=U内内It=I2rtW=U外外It=I2Rt根据能的转化和守恒根据能的转化和守恒EIt=U内内It+U外外ItE=U内内+U外外E=Ir+U外外E=Ir+IR外外一、闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律1.E=U内内+U外外E=Ir+U外外2.E=Ir+IR外外含义含义也可写成也可写成含义含义 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律练习练习.如图，如图，R1=14，R2=9，当开关处于位置当开关处于位置1时，电流表读数时，电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置当开关处于位置2时，电流表读数时，电流表读数I2=0.3A。求电源的电动势求电源的电动势E和内电阻和内电阻r。sE、rR1AR212若只有电压表？若只有电压表？若既有电压表，又有电流表？若既有电压表，又有电流表？测量电源电动势和测量电源电动势和内阻的方案内阻的方案二、路端电压与干路电流的关系二、路端电压与干路电流的关系（任意外电路）（任意外电路）如触头向左滑动，电压表读数如何变化？如触头向左滑动，电压表读数如何变化？直接：直接：U U外外=IR=IR？转移法：转移法：U U外外=E-=E-Ir Ir动态分析思路：动态分析思路：R R局部局部R R总总I I干干U U外外串并联电路特点串并联电路特点分析外电压分析外电压U U外外与干路电流与干路电流I I干干图像：图像：1.1.画图？（依据？）画图？（依据？）2.2.研究图像研究图像与纵轴交点含义与纵轴交点含义与横轴交点含义与横轴交点含义斜率含义斜率含义EI短=E/rr实验数据的处理实验数据的处理二、路端电压与外电阻的关系二、路端电压与外电阻的关系（纯电阻外电路）（纯电阻外电路）如触头向左滑动，电压表读数如何变化？如触头向左滑动，电压表读数如何变化？直接：直接：U U外外=IR=IR？U U外外=图像：图像：E=4V、r=0.5U=4V例：如图是某电源的路端电压例：如图是某电源的路端电压U随干路电流随干路电流I的变化图象的变化图象,由图象可知由图象可知,该电源的电动该电源的电动势为势为V,内阻为内阻为0.5U/VI/AO1232463例：如图所示，电源的电动势和内阻都例：如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向左端移动时（向左端移动时（）A、电压表的读数增大，电流表的读电压表的读数增大，电流表的读数减小数减小B、电压表和电流表的读数都增大电压表和电流表的读数都增大C、电压表和电流电压表和电流表的读数都减小表的读数都减小D、电流表的读数电流表的读数增大，电压表的读增大，电压表的读数减小数减小AE、rR1AVR2R3P三、电源的输出功率的讨论三、电源的输出功率的讨论1.P1.P输出输出II干干关系关系 （任意外电路任意外电路）P输出输出=U外外I干干U U外外是是I I干干的隐函数的隐函数P输出输出=EI-I2r转移法：转移法：能的转化和守恒定律能的转化和守恒定律极值条件和极值极值条件和极值I=E/2rP输出输出=-I2r+EIPmax=E/2r图像图像三、电源的输出功率的讨论三、电源的输出功率的讨论2.P2.P输出输出RR外外关系（关系（纯电阻外电路纯电阻外电路）P P输出输出=I=I2 2R RP P输出输出=I I为为R R的隐函数的隐函数极值条件及极值极值条件及极值P P输出输出=R=rR=rP Pmaxmax=图像图像R=0R=0，P P输出输出=0=0R=R=，P P输出输出=0=00P输出输出R外外R=rR=rE=4V、r=0.5例：电源的电动势和内阻都保持一定，在例：电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是说法中正确的是()ACDA电源的路端电压一定逐渐变小电源的路端电压一定逐渐变小B电源的输出功率一定逐渐变小电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小电源的供电效率一定逐渐变小例：如图所示的电路中例：如图所示的电路中,电源的电动势为电源的电动势为2V,内阻为内阻为0.5,R0为为2,变阻器的阻值变化范变阻器的阻值变化范围为围为010,求求:(1)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,R0消耗的功率最大？消耗的功率最大？(2)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率变阻器消耗的功率最大最大.其最大功率为多少其最大功率为多少?R0ErR(1)R=0时时,R0功率最大功率最大(2)R=2.5时时,变阻器消耗变阻器消耗的功率最大的功率最大.Pm=0.4W外电阻内化、内电阻外化外电阻内化、内电阻外化四、含容电路的分析四、含容电路的分析思路方法：思路方法：1、电路稳定后，电路稳定后，电容器在电路中就相当于电容器在电路中就相当于断路断路2、电路稳定后，电路稳定后，电容所在电路无电流，所电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压以其两端的电压就是所在支路两端的电压3、电路的电路的电压、电流变化电压、电流变化时，会时，会引起电引起电容器的充放电容器的充放电，进而引起内部电场的变化，进而引起内部电场的变化R1R2CsE(1)I=1A(2)Q=1.2X10-4C例：如图例：如图,E=10V,R1=4,R2=6,C=30F.电电池内阻可忽略池内阻可忽略.(1)闭合开关闭合开关S,求稳定后通过求稳定后通过R1的电流的电流.(2)然后将开关然后将开关S断开断开,求这以后流过求这以后流过R1的的总电量总电量.例例3.3.如图所示，电动势为如图所示，电动势为E E、内阻为、内阻为r r的电源与电阻的电源与电阻R R1 1、R R2 2、R R3 3、平行板电容器、平行板电容器ABAB及电流表组成电路，滑动变阻及电流表组成电路，滑动变阻器器R R1 1处于某位置时，处于某位置时，A A、B B间的带电油滴静止不动，当滑间的带电油滴静止不动，当滑动变阻器动变阻器R R1 1的触头向右滑动时，下列判断正确的是（的触头向右滑动时，下列判断正确的是（）A A电流表读数增大，油滴向上运动电流表读数增大，油滴向上运动 B B电流表读数电流表读数增大，油滴向下运动增大，油滴向下运动CC电流表读数减小，油滴向上运动电流表读数减小，油滴向上运动 D D电流表读数电流表读数减小，油滴向下运动减小，油滴向下运动CAR1R2R3AB.例例3.如图所示，灯泡如图所示，灯泡L1和和L2都不亮，已知都不亮，已知a.d间电源电压为间电源电压为U，用电压表测得各部分的电，用电压表测得各部分的电压分别为：压分别为：Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,则产生则产生故障的原因可能是（故障的原因可能是（）A、灯泡、灯泡L2断路断路B、灯泡、灯泡L1断路断路C、变阻器断路、变阻器断路D、电源与外电路之间断、电源与外电路之间断路路L2bcL1ad例例5.5.如图电路中，开始时如图电路中，开始时A A、B B两灯正常发光，两灯正常发光，后突然后突然B B灯变亮，电压表示数增加，由此可判定灯变亮，电压表示数增加，由此可判定（）A AA A灯一定也变亮灯一定也变亮 B BR R2 2断路断路CCR R3 3短路短路 D DR R1 1短路短路解析解析:R:R2 2断断,外电阻变大外电阻变大,路路端电压增大端电压增大,电压表示数电压表示数变大变大,B,B灯与灯与R R2 2并联并联,它两它两端的电压也变大端的电压也变大,A,A灯两端灯两端电压减小电压减小.B练习练习4.4.如图所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，如图所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合开关后发现电动机转速较慢经检测，电动机性闭合开关后发现电动机转速较慢经检测，电动机性能完好；用电压表测能完好；用电压表测a a、b b间电压，只有间电压，只有0.6V0.6V；断开开；断开开关关S S，测，测a a、b b间电压接近间电压接近1.5V1.5V，由此判断，电动机转，由此判断，电动机转动较慢的原因是动较慢的原因是()()A A开关开关S S接触不良接触不良 B B电动机两端接线接触不良电动机两端接线接触不良 C.C.电动机两端接线短路电动机两端接线短路 D D电池过旧，内阻过大电池过旧，内阻过大DMSab例例7.7.如图所示，电流表读数为如图所示，电流表读数为0.75A0.75A，电压表读，电压表读数为数为2V2V，R R3 3=4=4，若某一电阻发生断路，则两，若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为电表的读数分别变为0.8A0.8A和和3.2V.3.2V.（1 1）是哪个电阻发生断路？）是哪个电阻发生断路？（2 2）电池的电动势和内电阻分别为多大？）电池的电动势和内电阻分别为多大？分析：在分析断路的电阻时，要应用分析：在分析断路的电阻时，要应用“假设法假设法”，在计算电池电动势和内电阻时，要注意到某，在计算电池电动势和内电阻时，要注意到某电阻断路前后对电路连接关系影响。电阻断路前后对电路连接关系影响。解答：（解答：（1 1）假设）假设R R1 1发生断路，那么电流表读数发生断路，那么电流表读数应变为零而不应该为应变为零而不应该为0.8A0.8A；假设假设R R3 3发生断路，那么电压发生断路，那么电压表读数应变为零而不应该为表读数应变为零而不应该为3.2V3.2V。所以，发生断路的是。所以，发生断路的是R R2 2。（2 2）R R2 2断路前，断路前，R R2 2与与R R3 3串联、然后与串联、然后与R R1 1并联；并联；R R2 2断路断路后，电池只对后，电池只对R R1 1供电，于是有供电，于是有2/R24+2=0.75R13.2=0.8R3.2=0.8R1 1由此即可解得由此即可解得R R1 1=4 R=4 R2 2=8=8再根据闭合电路的欧姆定律，得再根据闭合电路的欧姆定律，得=0.75=0.8E=4VE=4V，r=1r=1
