高一物理闭合电路欧姆定律.ppt
七、闭合电路欧姆定律七、闭合电路欧姆定律1.最简单的电路由哪几部分组成？最简单的电路由哪几部分组成？2.用电器中持续恒定电流的条件是什么用电器中持续恒定电流的条件是什么？思考：思考：导线组成导线组成 由电源、由电源、用电器、用电器、开关、开关、用电器两端有恒定的电压，用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上。即用电器接在电源的两极上。一、闭合电路一、闭合电路:1。用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。n外电路外电路:电源外部的用电器和导线构成外电电源外部的用电器和导线构成外电路路.n内电路内电路:电源内部是内电路电源内部是内电路.闭合电路闭合电路部分电路部分电路rERK内电路内电路外电路外电路 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向中，电流方向由正极流向负极，负极，沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低。在在内电路内电路中，即在电源内部，通过中，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，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。所以电流方向为负极流向正极。2。闭合回路的电流方向。闭合回路的电流方向内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相同相同的。的。讨论讨论1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间，在时间t内外电路中有内外电路中有多少电能转化为内能？多少电能转化为内能？rERK内电路内电路外电路外电路E外外=I2Rt2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r，当电流通过内，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？是多少？E内内=I2rt3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t内非静内非静电力做多少功电力做多少功W=EqEIt4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？结论：结论：根据能量守恒定律，非静电力做的根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。式的能的总和。W=E外外+E内内即：即：EIt=I2Rt+I2rt二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律：、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动、表述：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势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路 外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路。的电路。说明：说明：二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律：1、是外电路上总的电势降落，是外电路上总的电势降落，习惯上叫习惯上叫路端电压路端电压.2、是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，习惯上叫习惯上叫内电压内电压.3、三、路端电压跟负载的关系 外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小路端电压路端电压:、两个特例：、两个特例：（2）外电路短路时）外电路短路时（1）外电路断路时）外电路断路时、电电源源的的外外特特性性曲曲线线路路端端电电压压U随随电电流流I变变化的图象化的图象（1）图象的函数表达：）图象的函数表达：U UI I图象图象 I/AI/AU/VU/V（0 E0 E）（E/r 0E/r 0）0 0（2 2）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图象斜率斜率的绝的绝对值表示对值表示电源的电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉图线倾斜得越厉害害I/AI/AU/VU/V（0 E0 E）（E/r 0E/r 0）0 0四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由所以由 得：得：1电源提供的总功率（电源功率）：电源提供的总功率（电源功率）：2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率）3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 说明：外电路可以是任何电路。说明：外电路可以是任何电路。o RP出Pmr4、电源的输出功率、电源的输出功率:可见电源输出功率随外电阻变化的可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当图线如图所示，而当内外电阻相等内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为时，电源的输出功率最大，为5、电源的、电源的供电供电效率效率:（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，=50%。n例题:已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。n解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定值电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。E rR2R1小结：电动势是表征电源把其他形式的能量转化电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量为电能本领大小的物理量.E.E由电源本身决定由电源本身决定,不随外电路变化不随外电路变化电源的供电过程是能量转化的过程电源的供电过程是能量转化的过程 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 电源的外电压关系：电源的外电压关系：说明：说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，它形式能转化过来的电能，IU内内+IU外外=IE.(能量守恒能量守恒,外外电路可以是任何电路电路可以是任何电路)例题：例题：如图，如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关当开关处于位置处于位置1 1时时,电流表读数电流表读数I I1 1=0.2A=0.2A；当开关；当开关处于位置处于位置2 2时时,电流表读数电流表读数I I2 2=0.3A=0.3A。求电源。求电源的电动势的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1AR1R22Er例例1 1：在下图所示的电路中，电源的电动在下图所示的电路中，电源的电动势为势为1.5V1.5V，内阻内阻0.120.12，外外电路的路的电阻阻为1.381.38，求求电路中的路中的电流和路端流和路端电压。解：由闭合电路欧姆解：由闭合电路欧姆定律有定律有 路端电压为路端电压为 ：=1=11.381.38U=IRU=IR=1.38=1.38（V V）例例2 2：在下图中，：在下图中，R R1 1=14=14，R R2 2=9=9。当开关当开关S S切切换到位置到位置1 1时，电流表的示数流表的示数为I I1 1=0.2A=0.2A；当开关当开关S S切切换到位置到位置2 2时，电流表的示数流表的示数为I I2 2=0.3A=0.3A。求求电源的源的电动势E E和内和内电阻阻R R。解：闭合电路欧姆定解：闭合电路欧姆定律有律有E=IE=I2 2R R2 2+I+I2 2r r E=IE=I1 1R R1 1+I+I1 1r r 消去消去E E，解出解出r r，得：得：r=1 r=1 代入数值，代入数值，得：得：将将r r值代入值代入或或中，得：中，得：E=3 V E=3 V 资源中心制作
