直流电路复习ppt课件（家教用）.ppt

直流电路复习直流电路复习电流的产生条件：电流的产生条件：内因内因自由移动的电荷，外因自由移动的电荷，外因有电场有电势差有电场有电势差正电荷定向移动的方向是电流方向正电荷定向移动的方向是电流方向内电路：由负极流向正极；外电路：由正极流向负极内电路：由负极流向正极；外电路：由正极流向负极电流强度大小：电流强度大小：定义式：定义式：I=q/t决定式决定式(欧姆定律）：欧姆定律）：I=U/R微观表达式；微观表达式；I=nesv测量：用电流表测量测量：用电流表测量一一、恒定恒定电流电流:大小和方向都不随时间变化的电流大小和方向都不随时间变化的电流一、一、电流电流 电阻电阻 电阻定律及欧姆定律电阻定律及欧姆定律电流的方向规定：电流的方向规定：如何理解三个电流强度的公式如何理解三个电流强度的公式(1)定定义义式式：，式式中中I表表示示电电流流，q为为ts内内通通过过导导体体横横截截面面的的有有效效电电荷荷量量(在在产产生生电电流流的的效效果果上上来来说说)该该式式求求出出的的是是电电流流的的平均值平均值(2)决决定定式式：，不不考考虑虑温温度度的的影影响响，导导体体中中的的电电流流跟跟导导体体两两端的电压成正端的电压成正比，跟导体的电阻成反比比，跟导体的电阻成反比(3)微微观观表表达达式式：IneSv，式式中中I为为瞬瞬时时电电流流，n为为金金属属导导线线单单位位体体积积内内的的自自由由电电子子数数，e为为电电子子的的电电荷荷量量，S为为导导线线的的横横截截面面积积，v为为电电子子定定向向移移动动的的速速率率(既既不不是是热热运运动动速速率率，也也不不是是传传导导速速率率)电电子子热热运运动动的的平平均均速速率率为为105m/s，电电子子定定向向移移动动速速率率为为104m/s，电场传播电场传播速率为速率为3108m/s.电流的微观表达式电流的微观表达式 推导：推导：一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面设导体的横截面积为积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为每个自由电荷量为q。总电量总电量电荷总数电荷总数-AB思考题思考题 电子的定向运动速率就是电流的传导速率吗？电子的定向运动速率就是电流的传导速率吗？和我们的生活经验是否相符？怎样解释？和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约电子定向移动的速率约10 10-5-5 m/s m/s，电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s，电场的传播速率电场的传播速率3 310 10 8 8 m/s.m/s.三三种速度的区别种速度的区别（1）电流传导速率等于光速（）电流传导速率等于光速（3 310 10 8 8 m/s.)m/s.)电路一接通，导电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-3-10-5m的数量级。的数量级。（一个电子通过一条一个电子通过一条1m长的导线长的导线需要需要3个个多小时）。多小时）。（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为与温度有关，通常情况为10 10 5 5 m/s m/s。例例2 2有有一一横横截截面面积积为为S的的铜铜导导线线，流流经经其其中中的的电电流流为为I，设设每每单单位位体体积积导导线线有有n个个自自由由电电子子，电电子子的的电电荷荷量量为为q，此此时时电电子子定定向向移移动动的的速速度度为为v，在在t时时间间里里，通通过过导导线线横横截截面面的的自自由由电电子子数数目目可可表示为表示为()AnvStBnvtCD解解析析此此题题考考查查对对电电流流公公式式 I及及电电流流的的微微观观表表达达式式 InqvS的的理理解解在在t时时间间内内，以以速速度度v移移动动的的电电子子在在铜铜导导线线中中经经过过的的长长度度为为vt，由由于于铜铜导导线线的的横横截截面面积积为为S，则则在在t时时间间内内，电电子子经经过过的的导导线线体体积积为为vtS.又又由由于于单单位位体体积积的的导导线线有有n个个自自由由电电子子，在在t时时间间内内，通通过过导导线线横横截截面面的的自自由由电电子子数数目目可可表表示示为为nvSt，选选项项A正正确确由由于于流流经经导导线线的的电电流流为为I，则则在在t时时间间内内，流流经经导导线线的的电电荷荷量量为为It；而电子的电荷量为；而电子的电荷量为q，则，则t时间内通过导线横截面的自时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为由电子数目可表示为，选项，选项C也正确也正确答案答案AC解解析析电电荷荷的的定定向向移移动动形形成成电电流流，但但正正负负电电荷荷同同时时向向相相反反方方向向定定向向移移动动时时，通通过过某某截截面面的的电电荷荷量量应应是是两两者者的的绝绝对对值值之之和和由由题题意意可可知知，电电流流由由正正负负离离子子定定向向运运动动形形成成，则则在在2s内内通通过过截截面面的的总总电电荷荷量量应应为为：q1.6101921.01019C1.6101912.01019C6.4C.根据电流的定义式得：根据电流的定义式得：IA3.2A.答案 D点点评评电电解解液液导导电电与与金金属属导导体体导导电电不不同同，金金属属导导体体中中的的自自由由电电荷荷只只有有自自由由电电子子，而而电电解解液液中中的的自自由由电电荷荷是是正正负负离离子子，运运用用I计计算算时时，q应应是是同同一一时间内正负两种离子通过某横截面的电荷量的绝对值之和时间内正负两种离子通过某横截面的电荷量的绝对值之和某某电电解解池池中中，若若在在2s内内各各有有1.01019个个二二价价正正离离子子和和2.01019个个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A0B0.8AC1.6AD3.2A例例1、原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。假设氢、原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。假设氢原子的电子以速率原子的电子以速率v在半径为在半径为r的圆周轨道上绕核运动的圆周轨道上绕核运动,电子的电荷电子的电荷量为量为e，等效电流有多大？，等效电流有多大？I=q/t=e/TT=2r/v如果知道电子质量为如果知道电子质量为m而不知道电子速率而不知道电子速率v，等效电流为多少？，等效电流为多少？1电阻电阻(1)定定义义：导导体两端的体两端的电压电压与通与通过导过导体中的体中的电电流的流的(2)定定义义式：式：R，单单位：位：，国，国际际符号：符号：.(3)物物理理意意义义：导导体体的的电电阻阻反反映映了了大大小，小，R越大，阻碍作用越越大，阻碍作用越强强比值比值欧姆欧姆导体对电流的阻碍作用导体对电流的阻碍作用2电阻定律电阻定律内容、公式：导体的电阻内容、公式：导体的电阻R跟它的跟它的成正比，成正比，跟它的跟它的成反比，成反比，还跟导体的还跟导体的有关有关R.长长度度l横截面横截面积积材料材料3电阻率电阻率(1)物理意义物理意义反反映映导导体体的的物物理理量量，是是导导体体材材料料本本身身的的属属性性(2)电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而金属的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而超超导导体体：当当温温度度降降低低到到附附近近时时，某某些些材材料的电阻率突然料的电阻率突然成成为超导体为超导体导电性能导电性能增大增大减小减小绝对零度绝对零度减小为零减小为零（3）特殊电阻；光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻、磁）特殊电阻；光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻、磁敏电阻敏电阻（4）电阻的伏安特性曲线：）电阻的伏安特性曲线：注意注意I-U曲线和曲线和U-I曲线的区别曲线的区别。UIIU1212ooR1R2R1QP电电P热热2其他其他纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能内能内能电能电能内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功=电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P=P热热=UI =I2R =U2/RMWW-QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能!指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！例例2加加在在某某台台电电动动机机上上的的电电压压是是U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r，则则电电动动机机线圈上消耗的热功率为（线圈上消耗的热功率为（）APBU2/rCP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI，热功率只能用热功率只能用P热热=I2R例例2.某一电动机，当电压某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此时带不动负载，因此不转不转动动，这时电流为，这时电流为I1=2A。当电压为。当电压为U2=36V时能带动负载时能带动负载正正常运转常运转，这时电流为，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多。求这时电动机的机械功率是多大？大？解：解：电动机不转时可视为为纯电阻电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，由欧姆定律得，这个电阻可认为是不变的这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为电动机正常转动时，输入的电功率为P=U2I2=36W，内部消耗的热功率，内部消耗的热功率P热热=I2R=5W所以机械功率所以机械功率P=31W【例例1】如如图图716所所示示，A为为电电解解槽槽，M为为电电动动机机，N为为电电炉炉子子，恒恒定定电电压压U12V，电电解解槽槽内内阻阻rA2，当当S1闭闭合合，S2、S3断断开开时时，A示示数数6A；当当S2闭闭合合，S1、S3断断开开时时，A示示数数5A，且且电电动动机机输输出出功功率率为为35W；当当S3闭闭合合，S1、S2断开时，断开时，A示数为示数为4A求：求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？解析：解析：(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律：电炉子为纯电阻，由欧姆定律：其发热功率为：其发热功率为：PRUI1126W72W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：所以：所以：(3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：电解槽工作时，由能量守恒定律得：所以所以P化化(124422)W16W.答案：答案：(1)272W(2)1(3)16W电电阻阻R和和电动电动机机M串串联联接到接到电电路中，如路中，如图图718所示，已知所示，已知电电阻阻R跟跟电动电动机机线线圈的圈的电电阻阻值值相等，相等，电键电键接通后，接通后，电动电动机正常工机正常工作作设电设电阻阻R和和电动电动机机M两端的两端的电压电压分分别为别为U1和和U2，经过时间经过时间t，电电流通流通过电过电阻阻R做功做功为为W1，产产生生热热量量为为Q1，电电流通流通过电动过电动机机做功做功为为W2，产产生生热热量量为为Q2.则则有有()A.U1U2，Q1Q2BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2DW1W2，Q1Q2【错因分析错因分析】错错解解1不不清清楚楚在在非非纯纯电电阻阻电电路路中中公公式式UIR不不再再成立，错选成立，错选B项项错错解解2由由WIUt判判断断出出W1W2，考考虑虑到到电电动动机机有有机机械械能能输输出出，由由能能量量守守恒恒判判断断得得Q1Q2，误认为误认为C正确正确错错解解3正正确确判判断断出出U1U2后后，由由WIUt得得W1W2，由，由QIUt得得Q1Q2，错选，错选D项项【正确解答正确解答】解解析析：电电动动机机是是非非纯纯电电阻阻，其其两两端端电电压压U2IRU1，B错错；电电流流做做的的功功W1IU1t，W2IU2t，因因此此W1W2，C错错；产产生生的的热热量量由由QI2Rt可可判断判断Q1Q2，A对对D错错答案：答案：A【反思总结反思总结】在在纯电纯电阻阻电电路中，有路中，有WIUt，QI2Rt，同，同时时由于欧姆定律由于欧姆定律，有，有WQIUtI2Rtt；在非；在非纯电纯电阻阻电电路中，路中，WIUt，QI2Rt，但由于欧姆定律，但由于欧姆定律不成立，故不成立，故WQ，Wt，电热电热Qt.综综上所述，上所述，WIUt，QI2Rt在任何在任何电电路中路中都成立，因此都成立，因此计计算算时时一定要先判断一定要先判断电电路性路性质质，看是否，看是否为纯电为纯电阻阻电电路，然后路，然后选选用合适的用合适的规规律律进进行判断或行判断或计计算能量算能量转转化与化与守恒定律是自然界中普遍适用的守恒定律是自然界中普遍适用的规规律，我律，我们们在分析非在分析非纯电纯电阻阻电电路路时还时还要注意从能量要注意从能量转转化与守恒方面看化与守恒方面看电电路各个部分的作路各个部分的作用用.三、电路连接的基本形式三、电路连接的基本形式一、串联电路的基本规律一、串联电路的基本规律R1R2R3(1)电流关系：电流关系：I总总=I1=I2=I3=In(2)电压关系：电压关系：U总总=U1+U2+U3+Un(3)电阻关系：电阻关系：R总总=R1+R2+R3+Rn电压分配：电压分配：Un与与Rn成正比成正比(4)功率关系：功率关系：P总总=P1+P2+P3+PnR1U1R2U2R3U3RnUn=功率分配：功率分配：Pn与与Rn成正比成正比R1P1R2P2R3P3RnPn=二、并联电路的基本规律二、并联电路的基本规律(2)电流关系：电流关系：I总总=I1+I2+I3+In(1)电压关系：电压关系：U总总=U1=U2=U3=Un电流分配：电流分配：In与与Rn成反比成反比I1R1=I2R2=I3R3=InRn(4)功率关系：功率关系：P总总=P1+P2+P3+Pn功率分配：功率分配：Pn与与Rn成反比成反比P1R1=P2R2=P3R3=PnRnR1R2R3U(3)电阻关系：电阻关系：R11R21R31Rn1+几个有用的结论几个有用的结论(1)串串联联电电路路的的总总电电阻阻大大于于电电路路中中任任意意一一个个电电阻阻，电电路路中中任任意意一一个个电电阻阻变变大大或或变变小小时时，串串联联的的总总电电阻阻变大或变小变大或变小(2)并并联联电电路路的的总总电电阻阻小小于于总总路路中中任任意意一一个个电电阻阻，任任意一个电阻变大意一个电阻变大或变小时，总电阻会变大或变小或变小时，总电阻会变大或变小【例例】将三只将三只“110V 40W110V 40W”，灯炮，按图，灯炮，按图10-2-310-2-3联接后联接后,若此电路两端加若此电路两端加220V220V电压，不电压，不计灯丝电阻随温度的变化，三计灯丝电阻随温度的变化，三只电灯能正常工作吗只电灯能正常工作吗?为什么为什么?解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是最简单：电流之比是I1 I2 I3=1 2 3；还还可可以以发发现现左左面面两两只只电电阻阻并并联联后后总总阻阻值值为为2，因因此此电电压压之之比比 是是 U1 U2 U3=1 1 2；在在 此此 基基 础础 上上 利利 用用 P=UI，得得P1 P2 P3=1 2 6例例4.已知如图，已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为三只电阻的实际功率之比为_R1R2R3例例6.已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后，将它们连接后接入接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1L2L1L2L1L2L1RRRRL2ABCD答案：答案：B【例题】【例题】额定电压都是额定电压都是110110V V，额定功率，额定功率P PA A=100W=100W，P PB B=40W=40W的的两盏两盏电灯电灯A A、B B，若接在电压是，若接在电压是220220V V的电路的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的是下图中的哪一个？最小的是下图中的哪一个？AB(1)AB(4)(3)AB(2)BA3.(033.(03上上海海春春季季)图图为为甲甲、乙乙两两灯灯泡泡在在I-UI-U图图象象根根据据图图象象，计计算算甲甲、乙乙两两灯灯泡泡并并联联在在电电压压为为220220V V的的电电路路中中，实实际际发发光光的的功功率率约约为为 ()()A A15W15W、30W B30W B30W30W、40W40WC C40W40W、60W D60W D60W60W、100W100W30252015105050 100 150 200 250乙乙甲甲C计算甲乙两灯泡串联在电压为计算甲乙两灯泡串联在电压为240V240V的电路中，实际发光功率约为多少？的电路中，实际发光功率约为多少？*ABD 在伏安曲线中，切线的斜率并不反映电阻，曲线上的某点到原点的直线的斜率反映该状态的电阻。*四、全电路欧姆定律四、全电路欧姆定律+一、电源一、电源1、电源的内部电场如何、电源的内部电场如何？2、如果接入导线，如图所、如果接入导线，如图所示，正电荷将怎样移动？示，正电荷将怎样移动？3、导线中的电流方向？、导线中的电流方向？4、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极间、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极间的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？5、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？正功还是负功？6、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？源的作用是什么？1 1、电源、电源是一种把其它形式能转化为电能的装置是一种把其它形式能转化为电能的装置2 2、电源在电路中的作用、电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。电能；保持导体两端有持续的电压。3、电动势：、电动势：(1)定定义：非静电力在电源内把正电荷从义：非静电力在电源内把正电荷从 送送到到所做的功跟所做的功跟的比值的比值(2)公式：公式：.负负极极正极正极被移送的被移送的电电荷量荷量E负极指向正极负极指向正极电源电源负极移到正极负极移到正极4、电动势与电压的区别、电动势与电压的区别1下列关于电源的说法，正确的是下列关于电源的说法，正确的是()A电电源源向向外外提提供供的的电电能能越越多多，表表示示电电动动势势越越大大B电动势就是电源两端的电压电动势就是电源两端的电压C电电源源的的电电动动势势与与外外电电路路有有关关，外外电电路路电电阻阻越大，电动势就越大越大，电动势就越大D电电动动势势越越大大的的电电源源，将将其其他他形形式式的的能能转转化化为电能的本领越大为电能的本领越大D解析：解析：电源向外提供的电能除与电动势有关之外，电源向外提供的电能除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故还与输出的电流、通电时间有关，故A错误；只有错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故故B错误；电源的电动势由电源自身的性质决定，错误；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项与有无外电路无关，故选项C错误；电动势是反映错误；电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量，故选电源把其他形式能转化为电能本领的物理量，故选项项D正确正确答案：答案：D*电源、电动势的理解电源、电动势的理解*1电电源源是是把把其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能的的装装置置，如如干干电电池池是是把把化化学学能能转转化化为为电电能能，太太阳阳能能电电池池是是把把光光能能转转化化为为电电能能，手手摇摇发电机是把机械能转化为电能发电机是把机械能转化为电能*2非静电力是指除静电力以外的能对电荷流动起作用的力非静电力是指除静电力以外的能对电荷流动起作用的力*(1)在在电电源源外外部部的的电电路路里里，自自由由电电荷荷在在静静电电力力作作用用下下移移动动，静静电电力力做做正正功功，正正电电荷荷从从正正极极流流向向负负极极，电电能能转转化化为为其其他他形形式的能式的能*(2)在电源内部的电路里，自由电荷在非静电力作用下移在电源内部的电路里，自由电荷在非静电力作用下移动，非静电力做正功，把正电荷从负极移送到正极，其他形动，非静电力做正功，把正电荷从负极移送到正极，其他形式的能转化为电能式的能转化为电能 要点深化要点深化*3电动势与电压的区别与联系电动势与电压的区别与联系*(1)电电源源电电动动势势是是表表征征电电源源特特性性的的物物理理量量，只只与与电电源源有有关关，与与外外电电路路的的状状况况无无关关；电电路路中中任任意意两两点点之之间间的的电电压压与与电电源源的的电动势和电路参数无关电动势和电路参数无关*(2)电电动动势势的的大大小小反反映映了了电电源源把把其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能的的本本领领，即即非非静静电电力力移移送送单单位位正正电电荷荷从从电电源源负负极极至至正正极极所所做做的的功功；电电压压的的大大小小表表示示电电场场力力在在电电场场中中两两点点之之间间移移动动单单位位正正电电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能荷做的功，是把电能转化为其他形式的能*(3)两两者者之之间间的的联联系系：电电路路闭闭合合时时，EU内内U外外；电电路路断断开时，开时，EU外外*2铅蓄电池的电动势为铅蓄电池的电动势为2V，这表示，这表示()A电电路路中每通过中每通过1C电荷量，电源把电荷量，电源把2J的化学能转变为电能的化学能转变为电能*B无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为2V*C蓄电池在蓄电池在1s内将内将2J的化学能转变为电能的化学能转变为电能*D蓄蓄电电池池将将化化学学能能转转变变为为电电能能的的本本领领比比一一节节干干电电池池(电电动势为动势为1.5V)的大的大 解析：解析：根据电动势的定义和表达式根据电动势的定义和表达式E非静电力移动非静电力移动1C电荷电荷量所做的功量所做的功WqE12J2J，由功能关系可知有，由功能关系可知有2J的化学的化学能转变为电能，能转变为电能，A正确，正确，C错误在没接入外电路时，蓄电池两错误在没接入外电路时，蓄电池两极间的电压等于电动势，但若接入外电路后，两极间的电压将小极间的电压等于电动势，但若接入外电路后，两极间的电压将小于电动势，所以选项于电动势，所以选项B错误电动势是描述电源把其他形式能转错误电动势是描述电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，化为电能本领大小的物理量，E蓄电池蓄电池2VE干电池干电池1.5V，故，故D正确正确答案：答案：ADAD二、内电路、外电路、内电阻、外电阻二、内电路、外电路、内电阻、外电阻 外电路：外电路：电源外部的电路，电源外部的电路，包括用电器、导线等包括用电器、导线等.外电阻：外电阻：外电路的总电阻外电路的总电阻.内电阻：内电阻：内电路的电阻、内电路的电阻、通常称为电源的内阻通常称为电源的内阻.内电路：内电路：电源内部的电路电源内部的电路.E rRR0内电路内电路外电路外电路在外电路在外电路电流由于正极经外电路流回负极电流由于正极经外电路流回负极在内电路在内电路电流由于负极经内电路流到正极电流由于负极经内电路流到正极RE rI2、闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律的表达形式有：E=U外外+U内内（适用任何电路）（适用任何电路）（适用纯电阻电路）（适用纯电阻电路）U=E-Ir（U、I 间关系）间关系）（U、R间关系）间关系）三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律1、内容：、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比 跟跟踪踪练练习习1 1 一一太太阳阳能能电电池池板板，测测得得它它的的开开路路电电压压为为800mV，短短路路电电流流为为400mA，若若将将该该电电池池板板与与一一阻阻值值为为2的的电电阻阻器器连连成成一一闭闭合合电电路路，则则它它的的路路端端电电压压是是()A.0.1VB.0.20V C.0.30VD.0.40V 解析解析电源电动势电源电动势E=800mV=0.8V.电源内阻电源内阻闭合电路中的电流闭合电路中的电流路端电压路端电压U=IR=0.22=0.4V或或U=EIr=0.8V0.22V=0.4V.选项选项D正确正确.答案 D 例题：例题：如图所示电路，电源电动势为如图所示电路，电源电动势为1.5V1.5V，内阻为，内阻为0.12 0.12，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38 1.38，求电路中的电流，求电路中的电流和路端电压。和路端电压。解解：由题意知，电动势：由题意知，电动势E=1.5 VE=1.5 V，外电阻，外电阻R=1.38 R=1.38，内阻，内阻r=0.12 r=0.12.由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得：路端电压路端电压为为U U=IRIR=1=11.38 V=1.38 V1.38 V=1.38 V2016江江苏苏卷卷如如图图所示的所示的电电路中，路中，电电源源电动势为电动势为12V，内，内阻阻为为2，四个，四个电电阻的阻阻的阻值值已在已在图图中中标标出出闭闭合开关合开关S，下列，下列说说法正确的有法正确的有()A路端路端电压为电压为10VB电电源的源的总总功率功率为为10WCa、b间电压间电压的大小的大小为为5VDa、b间间用用导线连导线连接后，接后，电电路的路的总电总电流流为为1AC（E、r一定）外电阻一定）外电阻（断路）（断路）（短路）（短路）四、路端电压四、路端电压U U随外电阻随外电阻R R变化的讨论变化的讨论UIOR1R2R3反映外电阻的电压反映外电阻的电压与电流的关系，说与电流的关系，说明外电阻是一个定明外电阻是一个定值电阻。值电阻。交点说明这个电源交点说明这个电源加在这个电阻上的加在这个电阻上的工作状态点。工作状态点。纵轴截距：电动势纵轴截距：电动势E横轴截距：短路电流横轴截距：短路电流I短短斜率绝对值：电源内阻斜率绝对值：电源内阻rU外EIE/r0U=E-IrU外=RIIU外P P出出P P耗耗工作状态点例例3:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的UI图线图线,直线直线B为电阻的为电阻的UI图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输则电源的输出功率和电源的效率分别是出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V0246BA3210解解:由图线可知由图线可知R=1,E=3Vr=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出出=4WP总总=EI=6W=P出出/P总总=4/6=67%D五、闭合电路的功率分配五、闭合电路的功率分配电源总功率：电源总功率：P总总=EI=I（U外外+U内内）内电路上消耗的功率：内电路上消耗的功率：P内内=I 2r输出功率（外电路消耗的功率）：输出功率（外电路消耗的功率）：P出出=UI=EI-I2r 纯电阻电路：纯电阻电路：P出出=I2R=U2/R P总总=P内内+P出出非纯电阻电路非纯电阻电路1.1.串联电路串联电路R R1+R2+R3+RnR1R2U1、I1、P1U2、I2、P2U1=IR1P1=U1I=I 2R1=U12/R1U2IR2P2=U2I I 2R2U22/R2P=P1+P2=UII 2（R1+R2）非纯电阻电路非纯电阻电路2.2.并联电路并联电路U1、I1、P1U2、I2、P2U1=IR1P1=U1I=I 2R1=U12/R1U2IR2P2=U2I I 2R2U22/R2P=P1+P2=UII 2（R1+R2）R1R2*非纯电阻闭合电路非纯电阻闭合电路U1、I、P1U2、I、P2R1R2E r电源总功率：电源总功率：P总总=EI=I（U外外+U内内）=P内内+P出出内电路上消耗的功率：内电路上消耗的功率：P内内=I 2r输出功率（外电路消耗的功率）：输出功率（外电路消耗的功率）：P出出=U外外I=EI-I2r=I2R1+U2IP出出U外外2/(R1+R2)I2(R1+R2)1电源的输出功率与外电路电阻的关系电源的输出功率与外电路电阻的关系若若外外电电路是路是纯电纯电阻阻电电路，路，则电则电源的源的输输出功率出功率(1)当当Rr(内、外内、外电电阻相等阻相等)时时，电电源的源的输输出功率最大出功率最大(2)当当Rr时时，随着，随着R的增大的增大输输出功率越来越小出功率越来越小(3)当当Rr时时，随着，随着R的增大的增大输输出功率越来越大出功率越来越大要点深化要点深化UIR0E(4)当当P出出Pm时时，每每个个输输出出功功率率对对应应两两个个可可能能的的外外电电路路R1和和R2，且，且R1R2r2.(5)P出出与与R的关系如的关系如图图722所示所示2电源的效率电源的效率R越大，越大，越大，当越大，当Rr时时，P外外最大：最大：50%.例题：例题：已知如图，已知如图，E E=6V=6V，r r=4=4，R R1 1=2=2，R R2 2的变的变化范围是化范围是0 01010。求：。求：电源的最大输出功率；电源的最大输出功率；R R1 1上消耗的最大功率；上消耗的最大功率；R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。E rR2R1 2.25W2.25W；2W2W；1.5W1.5W。例例4在图示电路中在图示电路中,电池的电动势电池的电动势E=5V,r=10,固定电固定电阻阻R=90,R0是可变电阻是可变电阻,在在R0由由0增加到增加到400的过程的过程中中,求求:1.可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率2.电池的内阻和固定电阻电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和上消耗的最小热功率之和E=5Vr=10R=90R0解解:1.将将R看作内电阻的一部分看作内电阻的一部分,则则r1=r+R=100,当当R0=100时时,可变电阻的消耗热功率最大为可变电阻的消耗热功率最大为P=E2/4r1=25/400=1/16w2.R上消耗的热功率最小上消耗的热功率最小,则则电流最小电流最小,总电阻最大总电阻最大,R0=400,P=E/(R0+R+r)2(R+r)=0.01w变式训练变式训练:如图如图R1为固定电阻，为固定电阻，R2为滑动变阻器回答为滑动变阻器回答1、R2多大时多大时R2上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？2、R2多大时多大时R1上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？3、取掉、取掉R1则则R2多大时电源消耗的功率最大多大时电源消耗的功率最大?R1=4.8R=0.2R2例例例例、在在在在所所所所示示示示的的的的电电电电路路路路中中中中，R R R R1 1 1 1=14.0=14.0=14.0=14.0，R R R R2 2 2 2=9.0=9.0=9.0=9.0，当当当当开开开开关关关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置1 1 1 1时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I1 1 1 1=0.20A=0.20A=0.20A=0.20A；当当当当开开开开关关关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置2 2 2 2时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I2 2 2 2=0.30A=0.30A=0.30A=0.30A，求求求求电流的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势R1R2A12ErSR1R212ErSV V一种测量电源电动势和内电阻的方法一种测量电源电动势和内电阻的方法例题：例题：如图所示，图线如图所示，图线a a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为组的内阻为2.02.0，则这只定值电阻的阻值为，则这只定值电阻的阻值为_。现有。现有4 4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是率最大时是_W_W。U/V I/Ao2015105ab解：解：由图象可知蓄电池的电动势为由图象可知蓄电池的电动势为20V20V。由斜率关系知外电阻阻值为由斜率关系知外电阻阻值为66。用用3 3只这种电阻并联作为外电阻，只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于外电阻等于22，因此输出功率最，因此输出功率最大为大为50W50W。实验原理实验原理闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。AVKE,rVA实验数据处理实验数据处理1.1.代数法代数法从而计算出：从而计算出：AVKE,rAV实验数据处理实验数据处理2.2.图像法图像法根据根据E=U+IrE=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势电动势E E短路电流短路电流纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始电源的伏安特性曲线电源的伏安特性曲线斜斜率率k k绝绝对对值值=r rAVKE,rAV误差分析误差分析1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电压表的分流电压表的分流引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的测量结果将导致电源的的测量结果将导致电源的电动势电动势E E和内阻和内阻r r都都偏小偏小。I I真真I Iv vI I测测AVKE,rVA实验初步变形实验初步变形为什么实验不使用右图的电路测量？为什么实验不使用右图的电路测量？想一想一想想假设是理想电表，两个电路图是一样的假设是理想电表，两个电路图是一样的对于内阻比较大的电源，使用右图对于内阻比较大的电源，使用右图AVKE,rAVAVKE,rAV误差分析误差分析1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电流表的分压电流表的分压引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实验图线可知，该实验的