高二物理闭合电路的欧姆定律2
17页1、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=11.38 V=1.38 V,路端电压U随外电阻R变化的讨论,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。,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
2、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,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。, 2.25W; 2W; 1.5W。,例、在所示的电路中,R1=14.0,R2=9.0, 当开关S扳到位置1时,电流表的示数为I1=0.20A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求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
3、验测量电源的内阻和电动势,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。,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,解
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