新2.7闭合电路欧姆定律.ppt

(新新)2.7)2.7闭合电路欧姆定闭合电路欧姆定律律1. 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？？2.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？思考思考：：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 由电源、用电器、开关、导线组成由电源、用电器、开关、导线组成 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.外电路外电路内电路内电路 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向负极，中，电流方向由正极流向负极，沿电沿电流方向电势降低流方向电势降低 在在内电路内电路中，即在电源内部，通过非静电力做中，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，所以电流方向为负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R3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分一个内阻两部分不能忽略的一个问题，电源有内阻不能忽略的一个问题，电源有内阻（（1）在外电路中，沿电流方向电势降低在外电路中，沿电流方向电势降低 （（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势““跃升跃升””－－－－BC 和和DA化学反应层化学反应层3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况BDACA B电源电动势电源电动势BC＋＋DA内部分析内部分析ABCD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？Q外外=I2R t2、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？Q内内=I2 r t3、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=E q＝＝ E It4、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的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。

他形式的能的总和W=Q外外+ Q内内即：即： E It =I2R t ＋＋I2 r t（（1）意义：定律说明了闭合电路中的电流取决于）意义：定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻，两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻，这是一对矛盾在电路中的统一变式这是一对矛盾在电路中的统一变式E=U外外+U内内=I (R+r)则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的　则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的　 　　　　（（2）说明　）说明　 　　　　①①用电压表接在电源两极间测得的电压是用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压路端电压U外，不是内电路两端的电压外，不是内电路两端的电压U内，内，也不是电源电动势，所以也不是电源电动势，所以U外＜外＜E　 　　　　②②当电源没有接入电路时，因无电流通过当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以内电路，所以U内内=0，此时，此时E=U外，即电源电外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压　动势等于电源没有接入电路时的路端电压　 　　　　③③或或E=I (R+r)只适用于外电路为纯电阻的只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。

闭合电路U外外=E－－Ir和和E=U外外+U内适用于所内适用于所有的闭合电路有的闭合电路 ２、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动２、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．．１、对纯电阻电路１、对纯电阻电路 外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路 二、闭合电路欧姆定律：二、闭合电路欧姆定律：3、说明：、说明： （（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. （（1））. 是外电路上总的电势降是外电路上总的电势降落，习惯上叫落，习惯上叫路端电压路端电压.ABCDRr适用于任何闭合电路适用于任何闭合电路只用于纯电阻电路只用于纯电阻电路思考：思考：当滑动变阻器的滑片由当滑动变阻器的滑片由a向向b移动时移动时,安培表和伏特表示数如何安培表和伏特表示数如何变化变化? R↑R总总ＩＩ总总ＵＵ外外示数减小示数减小示数增大示数增大ＵＵ外外＝＝Ｅ－ＩＥ－Ｉr↑↓↑１、如图电路：１、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:三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系ABABBDCA6 6（（1）外电路断路时）外电路断路时（（2）外电路短路时）外电路短路时断路断路(R→∞ I=0)短路短路(R=0)两两种种特特殊殊情情况况BDCA表达式：表达式：U外外=E－－Ir(　　y =k x + b　　)3．路端电压与电流关系图象．路端电压与电流关系图象（电源的外特性曲线）（电源的外特性曲线）当其坐标原点所表示的路当其坐标原点所表示的路端电压和电流皆为０时：端电压和电流皆为０时：①①纵坐标截距等于电源电动势纵坐标截距等于电源电动势ＥＥ②②横坐标截距等于横坐标截距等于ＩＩ短短＝＝E/rEI短短③③斜率绝对值等于电源内阻斜率绝对值等于电源内阻 内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害．图线倾斜得越厉害．12导与练导与练P70 例例2(思考：本题其实是测量电源电动势和内阻的思考：本题其实是测量电源电动势和内阻的一种方法，把安培表换成电压表，还能测出一种方法，把安培表换成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？电源电动势和内阻吗？)【【例例】】在图中，在图中，R1＝＝14Ω，，R2＝＝9Ω，当开关，当开关S切切换到位置换到位置1时，电流表的示数为时，电流表的示数为I1＝＝0.2A;当开关当开关S切换到位置切换到位置2时，电流表的示数为时，电流表的示数为I2＝＝0.3A。

求电求电源的电动势源的电动势E和和r.解解:得得:导与练导与练P69 例例1 针对训练针对训练1－－1电路分析电路分析图像处理图像处理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，得：得：1．电源提供的功率（电源功率）：．电源提供的功率（电源功率）： 2．电源的输出功率（．电源的输出功率（外电路得到的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4. 供电效率供电效率:η=P出出/P总总＝＝U外外/E讨论：讨论：滑片从滑片从a移动到移动到b的过程中，的过程中，何时电源的输出功率最大？何时电源的输出功率最大？电源最大输出功率电源最大输出功率0RPrPMR1R2导与练导与练P70 例例3思考思考：：电源输出功率最大时，是否效率最高？电源输出功率最大时，是否效率最高？R↑R总总↑ＩＩ总总↓ＵＵ外外↑示数减小示数减小示数增大示数增大ＵＵ外外＝＝Ｅ－ＩＥ－Ｉr【【经典经典】】如图电路中，当滑动变阻器的滑片如图电路中，当滑动变阻器的滑片P向上端向上端a滑动过程中，两表的示数情况为滑动过程中，两表的示数情况为 A.电压表示数增大，电流表示数减少电压表示数增大，电流表示数减少B.电压表示数减少，电流表示数增大电压表示数减少，电流表示数增大C.两电表示数都增大两电表示数都增大D.两电表示数都减少两电表示数都减少交叉看交叉看=I1　　=I2　　+IA=U1　　+U2导与练导与练P71 4-1小结：１．电动势是表征电源把其他形式的能量转化１．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．４．电源的供电过程是能量转化的过程．４．电源的供电过程是能量转化的过程． ２．闭合电路欧姆定律２．闭合电路欧姆定律 ３．电源的外电压关系：３．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)1 1、在如图所示的电路中，、在如图所示的电路中，R R1 1＝＝18Ω18Ω，，R R2 2＝＝10Ω10Ω，当，当a a、、b b两点间接理想电流表时，其读两点间接理想电流表时，其读数为数为0.5A0.5A，当，当a a、、b b两点间接理想电压表时，两点间接理想电压表时，其读数为其读数为3.6V3.6V，求该电源的电动势和内电阻。

求该电源的电动势和内电阻一、一般计算问题一、一般计算问题（求电动势、内阻，功率（求电动势、内阻，功率等）等）2 2、如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电阻、如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电阻R R1 1＝＝10Ω10Ω，，R R2 2＝＝12Ω12Ω，当电键，当电键K K接接1 1时，电压表示数为时，电压表示数为4V4V，当电键，当电键K K接接2 2时，电压表示数可能为时，电压表示数可能为A A、、3.6V B3.6V B、、4.2V4.2VC C、、4.8V D4.8V D、、5.0V 5.0V 3 3、如图所示，电源内阻、如图所示，电源内阻r r为为0.40.4欧，欧，R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=4=4欧．欧．当电键闭合时，电流表与电压表的读数分别为当电键闭合时，电流表与电压表的读数分别为1.5A1.5A和和2V2V．求：．求：　　（　　（1 1）电源电动势为多大）电源电动势为多大? ?　　（　　（2 2）电键断开，电压表的读数为多少）电键断开，电压表的读数为多少? ?4 4、如图，电源电动势为、如图，电源电动势为12V12V，内电阻，内电阻r=1r=1Ω，电阻，电阻R R1 1=R=R4 4=15=15Ω，，R R2 2=R=R3 3=3=3Ω。

求：求：（（1 1）开关）开关S S断开时，断开时，A A、、B B、、D D三点的电势；三点的电势；（（2 2）开关）开关S S闭合时，流过开关闭合时，流过开关S S的电流5 5、如图，直线、如图，直线A A为电源的为电源的U U－－I I图线，直线图线，直线B B为电阻为电阻R R的的U U－－I I图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路时，图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路时，电源的输出功率电源的输出功率 W W，电源效率为，电源效率为  6 6、如图所示，电源的电动势是、如图所示，电源的电动势是6V6V，内电阻是，内电阻是0.5Ω0.5Ω，小电动机，小电动机M M的线圈电阻为的线圈电阻为0.5Ω0.5Ω，限流电阻，限流电阻R0R0＝＝3Ω3Ω，若理想电压表的示数为，若理想电压表的示数为3V3V，试求：，试求：⑴⑴电源的功率和电源的输出功率电源的功率和电源的输出功率⑵⑵电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率7 7、如图所示，电路中电池的电动势、如图所示，电路中电池的电动势E=5VE=5V，内电阻，内电阻r=10Ωr=10Ω，固定电阻，固定电阻R=90ΩR=90Ω，，R R0 0是可变电阻，在是可变电阻，在R R0 0从从零增加到零增加到400Ω400Ω的过程中，求：的过程中，求： （（1 1）可变电阻）可变电阻R R0 0上消耗功率最大的条件和最上消耗功率最大的条件和最大热功率大热功率 （（2 2）电池的电阻）电池的电阻r r和固定电阻和固定电阻R R上消耗的最小上消耗的最小热功率之和热功率之和二、最大功率问题二、最大功率问题8 8、如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值、如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端未知，当它的输出端a a、、b b分别连接不同阻值的电阻分别连接不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数．时，电流表有不同的读数．　　（　　（1 1）请通过计算完成下列表格．）请通过计算完成下列表格．（（ 2 2））a a、、b b连接电阻连接电阻R R的阻值为的阻值为多大时，电阻多大时，电阻R R的电功率最大的电功率最大? ?最大功率为多少？最大功率为多少？三、动态分析：三、动态分析：9 9、如图、如图5 5所示，所示，A A灯和灯和B B灯的电阻相同，当滑动变阻灯的电阻相同，当滑动变阻器器R R的滑动片的滑动片P P向上滑动时，两灯亮度变化是向上滑动时，两灯亮度变化是A A、、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变亮灯变亮B B、、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮C C、、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变暗灯变暗D D、、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗1010、如图所示电路，已知电源的电动势、如图所示电路，已知电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r恒定，恒定，R R1 1、、R R2 2是定值电阻，是定值电阻，R R3 3是滑动变阻器。

当滑是滑动变阻器当滑动头从动头从a a移到移到b b，各个电表的示数如何变化？，各个电表的示数如何变化？1111、如图所示的电路中，当、如图所示的电路中，当R R1 1的滑动触头移动时：的滑动触头移动时： A.RA.R1 1上电流的变化量大于上电流的变化量大于R R3 3上电流变化量上电流变化量 B.RB.R1 1上电流的变化量小于上电流的变化量小于R R3 3上电流变化量上电流变化量C.RC.R2 2上电压的变化量大于路端电压变化量上电压的变化量大于路端电压变化量 D.RD.R2 2上电压的变化量小于路端电压变化量上电压的变化量小于路端电压变化量 四、故障分析四、故障分析１３、如图１３、如图2-192-19所示电路中白炽灯所示电路中白炽灯A A、、B B不亮，但电不亮，但电路中只有一处断开，今用电压表测得：路中只有一处断开，今用电压表测得：Uab=0Uab=0，，Uac=6VUac=6V，，Ubd=6VUbd=6V，，Ucd=0Ucd=0则可知（则可知（ ） A A．．B B灯断灯断 B.AB.A灯断灯断 C.RC.R断断 D. D. 电源断电源断1、给定测量值，分析推断故障、给定测量值，分析推断故障 １４、如图所示的电路中，闭合电键，灯１４、如图所示的电路中，闭合电键，灯L L1 1、、L L2 2正正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L L1 1变亮，变亮，灯灯L L2 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：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2、根据观察现象，分析推断故障、根据观察现象，分析推断故障 3、根据故障，分析推断可能观察到的现象、根据故障，分析推断可能观察到的现象1616、如图所示，灯泡、如图所示，灯泡A A和和B B都正常发光，都正常发光，R R2 2忽然断路忽然断路, ,已知已知U U不变，试分析不变，试分析A A、、B B两灯的亮度如何变化？两灯的亮度如何变化？1717、在如图所示的电路中，电源的电动势、在如图所示的电路中，电源的电动势E E=3V=3V，内阻，内阻r r=1.0 Ω=1.0 Ω；电阻；电阻R R1 1=10 Ω=10 Ω，，R R2 2=10 =10 ΩΩ，，R R3 3=30 Ω=30 Ω，，R R4 4=35 Ω=35 Ω；电容器的电容；电容器的电容C C=100 μF.=100 μF.电容器原来不带电电容器原来不带电. .求接通电键求接通电键K K后流过后流过R R4 4的总电量。

的总电量 五、含容电路：五、含容电路：1 18 8、、如如图图所所示示的的电电路路中中，，电电源源电电动动势势E E = =6 6. .0 00 0V V，，其其 内内 阻阻 可可 忽忽 略略 不不 计计 ．． 电电 阻阻 的的 阻阻 值值 分分 别别 为为R R1 1= =2 2. .4 4K KΩΩ、、R R2 2= =4 4. .8 8K KΩΩ，，电电容容器器的的电电容容C C= =4 4. .7 7μμF F．．闭闭合合开开关关S S，，待待电电流流稳稳定定后后，，用用电电压压表表测测R R1 1两两端端 的的 电电 压压 ，， 其其 稳稳 定定 值值 为为1 1 . . 5 5 0 0 V V(1)(1)该电压表的内阻为多大？该电压表的内阻为多大？(2)(2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？多少？1919、如图所示电路，电源电动势、如图所示电路，电源电动势ε=6Vε=6V，内阻，内阻r=1Ωr=1Ω．外电路中电阻．外电路中电阻R1=2ΩR1=2Ω，，R2=3ΩR2=3Ω，，R3=7.5ΩR3=7.5Ω．电容．电容器的电容器的电容C=4μFC=4μF．开始电键．开始电键S S断开．从合上电键到断开．从合上电键到电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？ 2020、如图所示，电源电动势、如图所示，电源电动势E=E=12V12V，内阻不计，各，内阻不计，各个电阻的阻值分别为个电阻的阻值分别为 R R1 1= =10Ω10Ω，，R R2 2= =5Ω5Ω，，R R3 3=R=R4 4=R=R5 5= =15Ω15Ω。

电键电键S S1 1和和S S2 2均断开，电容器电容均断开，电容器电容C=C=2μF2μF，且未带电且未带电1 1）如果只将）如果只将S S1 1闭合，求通过电阻闭合，求通过电阻R R5 5的电荷量的电荷量2 2））S S1 1闭合足够长的时间后，再将闭合足够长的时间后，再将S S2 2闭合，求闭合，求S S2 2闭闭合后通过电阻合后通过电阻R R5 5的电荷量的电荷量六、联系实际应用问题：六、联系实际应用问题：22、、“加速度计加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是图所示是“应变式加速度计应变式加速度计”的原理图的原理图.支架支架A、、B固定在固定在待测系统上，滑块穿在待测系统上，滑块穿在A、、B间的水平光滑杆上，并用轻间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架弹簧固接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、、2两接线柱两接线柱输出输出.已知滑块质量为已知滑块质量为m，弹簧劲度系数为，弹簧劲度系数为k，电源电动，电源电动势为势为E，内电阻为，内电阻为r，滑动变阻器总阻值，滑动变阻器总阻值R=4r，有，有效总长度为效总长度为L.当待测系统静止时，滑动臂当待测系统静止时，滑动臂P位于滑位于滑动变阻器的中点，且动变阻器的中点，且1、、2两接线柱输出的电压两接线柱输出的电压U0=0.4E.取取AB方向为参考正方向方向为参考正方向.（（1）写出待测系统沿）写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度方向做变速运动的加速度a与与1、、2两接线柱间的输出电压两接线柱间的输出电压U间的关系式间的关系式.（（2）确定该）确定该“加速度计加速度计”的测量范围的测量范围.2323、一辆电动车的铭牌上给出了如下的技术参数：、一辆电动车的铭牌上给出了如下的技术参数： 质量质量M=70kgM=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力受阻力f f恒为车和人总重的恒为车和人总重的k k倍，倍，k k=0.020=0.020．取．取g=l0m/sg=l0m/s2 2。

．求：．求：(1)(1)此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率；率；(2)(2)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速率；驶的最大速率；(3)(3)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速v v=1.0m/s=1.0m/s时，人骑车的加速度大小．时，人骑车的加速度大小．结束结束。