闭合电路的欧姆定律.pptx

蒙阴县实验中学高蒙阴县实验中学高二、一部二、一部物理组物理组1电动势是反映电源什么的物理量？电动势是反映电源什么的物理量？2电动势在数值上等于多少？电动势在数值上等于多少？3电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，叫电源的叫电源的 ,它是一个定值它是一个定值.回顾回顾:电动势概念电动势概念内阻内阻（通过非静电力做功）（通过非静电力做功）把其它形式的能转把其它形式的能转化为电能本领的物理量化为电能本领的物理量在电源内部非静电力把在电源内部非静电力把1C正电荷从负极移送到正极正电荷从负极移送到正极所做的功所做的功.(若用若用E E表示电动势，用表示电动势，用W W表示非静电力移送表示非静电力移送电荷电荷q q做的功，则公式为做的功，则公式为E=W/qE=W/q.).)一、闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1、闭合电路的组成，、闭合电路的组成，(1)闭合电路：用导线把电源、用电器连成的电路闭合电路：用导线把电源、用电器连成的电路 （2）外电路：电源外部的电路，在外电路中，）外电路：电源外部的电路，在外电路中，正电荷在恒定电场力的作用下由电源的正极移向负极，正电荷在恒定电场力的作用下由电源的正极移向负极，所以，沿电流方向电势降低。外电路的电阻叫外电阻所以，沿电流方向电势降低。外电路的电阻叫外电阻R，外电路两，外电路两端的电压叫外电压（路端电压）用端的电压叫外电压（路端电压）用U外外 （3）内电路：电源内部的电路，）内电路：电源内部的电路，在内电路中，非静电力把正电荷在内电路中，非静电力把正电荷从电源的负极移动到正极，从电源的负极移动到正极，所以，在电源内部，沿电流方向所以，在电源内部，沿电流方向电势升高。电势升高。内电路的电阻叫内电阻内电路的电阻叫内电阻r，内电路，内电路两端的电压叫内电压两端的电压叫内电压,用用U内内表示表示U外外U内内内电阻内电阻E2、闭合电路中的能量转化、闭合电路中的能量转化在外电路中，静电力做功，电能转化为其在外电路中，静电力做功，电能转化为其它形式的能，它形式的能，在内电路中，非静电力做功把把其它形式在内电路中，非静电力做功把把其它形式的能转化为电能的能转化为电能3、闭合电路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律（1）推导：对纯电阻电路，设电源的电动势为）推导：对纯电阻电路，设电源的电动势为E,外电阻为外电阻为R.内电阻为内电阻为r闭合电路中的电流为闭合电路中的电流为I,在时间在时间t内。内。非静电力的功：非静电力的功：外电路中产生的热量外电路中产生的热量内电路中产生的热量内电路中产生的热量由能量守恒得：由能量守恒得：即：即：所以所以W=Q1+Q2EIt=I2Rt+I2rt2、内容、内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻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。之和成反比。3 3、公式、公式常用的变形公式常用的变形公式4、适用范围：、适用范围：E=U外外+U内内U外外=E-Ir纯电阻电路纯电阻电路说明说明1、用电压表接在电源两端时测得的电压是外电压，不是、用电压表接在电源两端时测得的电压是外电压，不是电动势，更不是内电压。电动势，更不是内电压。2、当电源未接入电路时，因无电流通过内电路，所以，、当电源未接入电路时，因无电流通过内电路，所以，此时此时U内内=0，U外外=E，即：电动势等于开路时的路端电压。，即：电动势等于开路时的路端电压。3、I=E/(R+r)只适用于纯电阻电路，但只适用于纯电阻电路，但U外外=EIr,E=U外外+U内内适用于任何电路。适用于任何电路。4、闭合电路的欧姆定律反应的是电动势和电压的数量关、闭合电路的欧姆定律反应的是电动势和电压的数量关系，但是它们的本质是不同的。电动势反应的是电源把系，但是它们的本质是不同的。电动势反应的是电源把其它形式的能转化为电能的本领的大小；而电压反应的其它形式的能转化为电能的本领的大小；而电压反应的是外电路中电能转化为其它形式额能的本领的大小。是外电路中电能转化为其它形式额能的本领的大小。例一例一非常学案P46例1训练1，迁移应用1二、路端电压二、路端电压与负载的关系与负载的关系 1.干路电流与外电阻的关系干路电流与外电阻的关系:R外外 ，I 干干=0R外外=0，I 干干=Im=I短路短路E/r二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系2、路端电压：、路端电压：外电路两端的电压，也叫外电压，即电源两极之间的电压。外电路两端的电压，也叫外电压，即电源两极之间的电压。3、路端电压与电流的关系：、路端电压与电流的关系：（1）公式公式:U=EIr 当电路开路时，当电路开路时，I=0，则，则U=E,即电动势等于开路电压。即电动势等于开路电压。当电路短路时，当电路短路时，U=0,则则I短短=E/r (短路电流一般很大）短路电流一般很大）（2）U-I图像图像 UI短短EIO图象的物理意义图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势在纵轴上的截距表示电源的电动势E E 在横轴上的截距表示电源的短路电流在横轴上的截距表示电源的短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻图象斜率的绝对值表示电源的内阻4、路端电压、路端电压U随外电阻随外电阻R关系关系U=IR=ER+rR=E1+rR由上式由上式UR可得图象如图所示可得图象如图所示从图可以看出：从图可以看出：(1)当当R增大时，增大时，U也随之增大。也随之增大。(2)当外电路断开时当外电路断开时,R=,U=E。(3)当外电路短路时当外电路短路时,R=0,U=0,I短短=一般情况下不允许外电路短路。一般情况下不允许外电路短路。Er0RUEE2r二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系三、电路的动态分析三、电路的动态分析1、确定外电路的电阻变化（某一部分电阻变大则、确定外电路的电阻变化（某一部分电阻变大则总电阻变大）总电阻变大）2、根据闭合电路的欧姆定律、根据闭合电路的欧姆定律I=E/(R+r)确定电路的确定电路的总电流的变化。总电流的变化。3、由、由U外外=EIr确定路端电压的变化。确定路端电压的变化。4、由部分电路的欧姆定律确定固定支路的电压、由部分电路的欧姆定律确定固定支路的电压、电流变化电流变化。5、综合确定变化支路的、综合确定变化支路的电电压、压、电流电流变化变化。基本思路：部分基本思路：部分 整体整体 部分部分（先定后变）（先定后变）例二非常学案非常学案P46例例2.练习：非常学案练习：非常学案P46迁移应迁移应用用2.三、电路的动态分析三、电路的动态分析 练习：非常学案：非常学案P47 T3四四.闭合电路中的功率闭合电路中的功率(1)电源的工作功率电源的工作功率P=IE(2)内耗功率：内耗功率：P内内=I2r(3)输出功率：输出功率：P出出=P-P内内=IE-I2r=IU当当外电阻为纯电阻电路外电阻为纯电阻电路时时P出出=I2R=E2R(R+r)2=E2+4r(R-r)2R当当R=r时时,P出出最大，且最大值为最大，且最大值为P出出m=E24r0RP出出E24rrP出出R图线如图所示图线如图所示当当Rr时，随着时，随着R的增加，的增加，P出出减少减少当当Rr时，随着时，随着R的的增加，增加，P出出增加增加当当R=r时，时，P出出=E2/4R=E2/4r 最大最大5电源的效率：电源的效率：4、各功率分配、各功率分配关系关系思考：电源的输出功率最大时，其效思考：电源的输出功率最大时，其效率为多少，是否最大率为多少，是否最大 P P总总=P P内内+P+P外外例三：非常学案例三：非常学案P47例例3练习。非常学案练习。非常学案P47迁移迁移应用应用3五、含有电容器的直流电路五、含有电容器的直流电路在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个无限大的电阻，电容器所处的电路可以看成是当于一个无限大的电阻，电容器所处的电路可以看成是断路。分析计算时，需注意一下问题断路。分析计算时，需注意一下问题1、电路稳定后，由于电容器所在的支路、电路稳定后，由于电容器所在的支路上无电流上无电流，所以，所以该支路电阻两端无电压降，因此电容器两极板间的电压该支路电阻两端无电压降，因此电容器两极板间的电压为该支路两端的电压。为该支路两端的电压。2、当电容器和电阻并联后接入电路，电容器两端的电压、当电容器和电阻并联后接入电路，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。与并联电阻两端的电压相等。3、电路中的电压、电流变化时，将会引起电容器的充、电路中的电压、电流变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，将充电，反之放电，放电，如果电容器两端的电压升高，将充电，反之放电，注意充、放电电流的方向。注意充、放电电流的方向。例四例四.已知如图，电源内阻不计。为已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法下那些方法 A.A.增大增大R R1 1 B.B.增大增大R R2 2 C.C.增大增大R R3 3 D.D.减小减小R R1 1R1 R3R2ECA B BC C CR1R2R3CDCD如如图图所所示示，电电源源电电动动势势=12=12伏伏，内内阻阻r=1r=1欧欧，电电阻阻R R1 1=3=3欧欧，R R2 2=2=2欧欧，R R3 3=5=5欧欧，电电容容器器的的电电容容量量C C1 1=4F,C=4F,C2 2=1F,=1F,求求C C1 1、C C2 2所所带带电量。电量。QQ1 1=1.610=1.610-5-5库库 Q Q2 2=10=10-5-5库库训练训练4六、电路故障分析六、电路故障分析一、电路故障的原因一、电路故障的原因1 1、断路断路的特点的特点 电流为零，断点的同侧无电势差，电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差若只有一个断点，断点的两端有电势差造成的结果造成的结果 电路中的总电阻增大，干路上的电流减电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大小，与其并联的用电器两端的电压增大2 2、短路短路的特点的特点 被短路的用电器两端无电压，用电器被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过无电流流过 电路中总电阻减小，干路电流增大，电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大器两端电压增大造成的结果造成的结果A 例例5 5、如图所示的电路中，闭合电键，灯、如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、L L2 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L L1 1变亮，灯变亮，灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，变暗，电流表的读数变小，根据根据分析分析，发生的故障可能是，发生的故障可能是：A A、R R1 1断路断路 B B、R R2 2断路断路C C、R R3 3短路短路 D D、R R4 4短路短路如图所示的电路中，闭合电键如图所示的电路中，闭合电键k k后，灯后，灯a a和和b b都正常发光，都正常发光，后来由于某种故障使灯后来由于某种故障使灯b b突突然变亮，电压表读数增加，由此推然变亮，电压表读数增加，由此推 断这故断这故障可能是障可能是 A Aa a灯灯丝烧断灯灯丝烧断 B B电阻电阻R R2 2断断C C电阻电阻R R2 2短路短路 D D电容被击穿短路电容被击穿短路训练训练5B B概念理解概念理解1、关于电源电动势，下列说法中正确的是、关于电源电动势，下列说法中正确的是A、电动势就是电压，单位是、电动势就是电压，单位是V；B、电动势大的电源做功一定多；、电动势大的电源做功一定多；C、电源的路端电压增大，其电动势也变大；、电源的路端电压增大，其电动势也变大；D、电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多；、电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多；E、电动势在数值上等于电源两极间电压；、电动势在数值上等于电源两极间电压；F、电动势在数值上等于电路中通过、电动势在数值上等于电路中通过1C的电荷量时电源所的电荷量时电源所提供的能量；提供的能量；G、外电路接通时，电动势等于内外电路上的电压之和。、外电路接通时，电动势等于内外电路上的电压之和。2 2、以下说法中正确的、以下说法中正确的是是A A在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流用，所以能不断定向移动形成电流B B静电力和非静电力都可以使电荷移动所以本质上静电力和非静电力都可以使电荷移动所以本质上都是使电荷的电势能减少都是使电荷的电势能减少C C在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力部只存在非静电力而不存在静电力D D静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加电荷做功电势能增加概念理解概念理解概念理解概念理解3 3、关于闭合电路欧姆定律及其应用，下列说、关于闭合电路欧姆定律及其应用，下列说法中正确的是（法中正确的是（）A A、电路中总电流越大，路端电压就越高、电路中总电流越大，路端电压就越高B B、路端电压增大时，电源的输出功率可能减、路端电压增大时，电源的输出功率可能减小小C C、一个自由电子从电源内部获得电能，在绕、一个自由电子从电源内部获得电能，在绕行电路一周的全过程中，必全部转化为其它形行电路一周的全过程中，必全部转化为其它形式的能式的能D D、一个自由电子从电源的负极出发，重新回、一个自由电子从电源的负极出发，重新回到电源负极的过程中，电场力所做的功必为零到电源负极的过程中，电场力所做的功必为零概念理解概念理解4、如图为两个电源的、如图为两个电源的UI关系图线，则下列说关系图线，则下列说法中正确的是（法中正确的是（）A、E1=E2，短路电流，短路电流I1I2；B、E1=E2，内阻，内阻r1r2；C、E1 E2，内阻，内阻r1r2；D、发生相同的电流变化，、发生相同的电流变化，电源电源2的路端电压改变较大。的路端电压改变较大。UI125、在图在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）两灯亮度的变化情况为（）AA灯和灯和B灯都变亮灯都变亮BA灯、灯、B灯都变暗灯都变暗CA灯变亮，灯变亮，B灯变暗灯变暗DA灯变暗，灯变暗，B灯变亮灯变亮RR1动态分析动态分析B6、在下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片在下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片向向b b端移动时（端移动时（）A A伏特表伏特表 V V和安培表和安培表A A的读数都减小的读数都减小 B B伏特表伏特表V V和安培表和安培表A A的读数都增大的读数都增大 C C伏特表伏特表V V的读数增大，安培表的读数增大，安培表A A的读数减小的读数减小 D D伏特表伏特表V的读数减小，安培表的读数减小，安培表A的读数增大的读数增大 动态分析动态分析7 7、如图所示的电路中，当、如图所示的电路中，当 R Rl l的滑动触头移动时（的滑动触头移动时（）A AR Rl l电流变化量大于电流变化量大于 R R3 3 电流的变化量电流的变化量B BR Rl l电流的变化量小于电流的变化量小于R R3 3电流的变化量电流的变化量 C CR R2 2电压的变化量大于路端电压的变化量电压的变化量大于路端电压的变化量D DR R2 2电压的变化量小于路端电压的变化量电压的变化量小于路端电压的变化量 动态分析动态分析E8、为了测定电池的电动势和内电阻，按图中为了测定电池的电动势和内电阻，按图中所示的电路把滑动变阻器和电流表与电池串所示的电路把滑动变阻器和电流表与电池串联，并把一个电压表接到电池的两极。当变联，并把一个电压表接到电池的两极。当变阻器的滑动片移到某一位置时，电流表和电阻器的滑动片移到某一位置时，电流表和电压表的示数各为和，把滑动片移到另一压表的示数各为和，把滑动片移到另一位置时，它们的位置时，它们的示数各变成和示数各变成和求电池的电动势和内电阻求电池的电动势和内电阻答案：答案：2V；1 一般电路计算一般电路计算9、如图所示的电路中，电阻、如图所示的电路中，电阻R1=R2=R3，当电键，当电键S闭合时电压表读数是闭合时电压表读数是1.0V.当当S断开时电压表读数断开时电压表读数是是0.8V,则电源的电动势则电源的电动势E和内阻和内阻r分别是多少分别是多少?VR1R2R3S一般电路计算一般电路计算答案：答案：2V；0.5 闭合电路中的能量转化问题闭合电路中的能量转化问题1010、在图中，发电机的内阻、在图中，发电机的内阻r=0.1 =0.1 ，每根，每根输电线的电阻为输电线的电阻为r rL L=0.1 =0.1 ，负载电阻，负载电阻R=22 R=22 ，电路中的电流强度，电路中的电流强度I=10A=10A，求：，求：负载两端的电压负载两端的电压UR；外电路上的电压外电路上的电压U端端；发电机的电动势；发电机的电动势；整个外电路上消耗的功率整个外电路上消耗的功率P外外；GU载载RrLrLU端端+发电机的功率。发电机的功率。负载上消耗的功率；负载上消耗的功率；导线上消耗的功率；导线上消耗的功率；发电机内部消耗的功率；发电机内部消耗的功率；含有电容的闭合电路的计算含有电容的闭合电路的计算11、如图所示，电源电动势、如图所示，电源电动势E=10V，R1=4,R2=6,C=30F,电池内阻可忽略。电池内阻可忽略。ER1R2CS(1)闭合开关闭合开关S，求稳定后，求稳定后通过通过R1的电流。的电流。(2)然后将开关然后将开关S断开，求断开，求这以后流过这以后流过R1的总电量。的总电量。