高中物理闭合电路欧姆定律课件教科版选修

闭合电路欧姆定律电源 电源是一种把其它形式能转化为电能 的装置 电源在电路中的作用：将其它形式的 能转变为电能；保持导体两端有持续 的电压。 内电路、外电路、内电阻、外电阻 外电路：电源外部的电路， 包括用电器、导线等. 外电阻：外电路的总电阻. 内电阻：内电路的电阻、 通常称为电源的内阻. 内电路：电源内部的电路. 闭合电路欧姆定律 1、内容： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 ，跟内、外电路的电阻之和成反比。 2、公式： 3、适用条件： 外电路是纯电阻的电路. 例题： 如图所示电路，电源电动势为1.5V，内 阻为0.12 ，外电路的电阻为1.38 ，求电 路中的电流和路端电压。 解：由题意知，电动势E=1.5 V， 外电阻R=1.38 ，内阻r=0.12 . 由闭合电路欧姆定律得： 路端电压为 U = IR=1×1.38 V=1.38 V 路端电压U随外电阻R变化的讨论U外=I R外=E R外+r R外=E 1+r R外当R外增大时， U外也随之增大当外电路断开时, R外=, U外=E当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情况下不允许外电路短路。Er讨论：在电源末接入电路的情况下，用电压表直接 测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势 的大小路端电压随电流变化的U-I图像图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标 为电源电动势E.图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标 为短路电流I短=E/r.图线斜率值(tan)表示电源的内电阻r=U/I.【注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立 U = E I r 知: U是I 的一次函数电源的三个功率以及关系电源的三个功率以及关系电源的输出功率随外电阻变化的讨论电源的总功率P总=IE 内耗功率：P内=I2r输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外当外电阻为纯电阻电路时当R外=r时,P出最大，且最大值为 P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外由图可知:同一功率对 应着两个电阻值,两个 电阻值之间有何关系呢 ?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。 E rR2R1 2.25W； 2W； 1.5W。例、在所示的电路中，例、在所示的电路中，R R1 1=14.0=14.0，R R2 2=9.0=9.0， ， 当当 开关开关S S扳到位置扳到位置1 1时，电流表的示数为时，电流表的示数为I I1 1=0.20A=0.20A；当；当 开关开关S S扳到位置扳到位置2 2时，电流表的示数为时，电流表的示数为I I2 2=0.30A=0.30A，求，求 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 测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势R1R2A12ErSR1R212ErSV一种测量电源电动势 和内电阻的方法例题：如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特 性曲线，图线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组的内阻为2.0，则这只 定值电阻的阻值为_。现有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，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_W。 U/VI/Ao20 15 10 5ab解：由图象可知蓄电池的 电动势为20V。 由斜率关系知外电阻阻值 为6。 用3只这种电阻并联作为外 电阻，外电阻等于2，因 此输出功率最大为50W。 闭合电路中变量分析(1)保持不变的量只有电源的电动势和内 电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻 的改变而改变(2)I、U、P公式：电流I=E/(R外+r).内电压U内Ir=Er/(R外+r).外电压U外I R外E-Ir.总功率P总IE.例题：如图所示，电源电动势为E，内电阻为r 当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现 电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2， 下列说法中正确的是（ ） A、小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B、小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C、U1U2 V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P解：滑动变阻器的触片P从右 端滑到左端，总电阻减小，总 电流增大，路端电压减小。 与电阻串联的灯泡L1、 L2电流增大，变亮，与电阻并 联的灯泡L3电压降低，变暗。 U1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小， 所以U1的变化量大于 U2的变化量， B、D 闭合电路的U-I图象 Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im1）右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象 2）两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流. 3）a的斜率的绝对值表示电源内 阻的大小、b的斜率的绝对值表 示接入电路中外电阻的的大小 4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩 形面积最大，即输出功率最大。