第03节研究闭合电路.ppt

高二年级￿物理￿￿2018年10月研究闭合电路研究闭合电路电路图如下，当开关打开时，电压表读电路图如下，当开关打开时，电压表读数与电源电动势有什么关系？当开关闭数与电源电动势有什么关系？当开关闭合时，两者还相等吗？合时，两者还相等吗？×V V思考思考新课导入新课导入ErSRABI I探究一：推导闭合电路的欧姆定律探究一：推导闭合电路的欧姆定律问题探究问题探究1 1：：如图电路，流过内电如图电路，流过内电路的电流方向是怎样的路的电流方向是怎样的, ,流过流过R R和和r r的电流大小有何关系？的电流大小有何关系？课堂探究课堂探究在外电路中，电流方向由正极流向负极在外电路中，电流方向由正极流向负极在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极极流向正极内电路与外电路中的总电流是相同的内电路与外电路中的总电流是相同的闭合回路的电流方向：闭合回路的电流方向：+++---+++++++++R R问题探究问题探究2 2：：闭合电路中电势如何变化？闭合电路中电势如何变化？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电路中的电势变化情况电路中的电势变化情况: :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ErSRABI思考思考3 3：闭合回路中的能量转化关系？：闭合回路中的能量转化关系？电路中的电势变化情况电路中的电势变化情况（（1 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 2））在电源内部由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势在电源内部由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势E E1 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 R，在时间，在时间t t内外内外电路中有多少电能转化为内能？电路中有多少电能转化为内能？2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内电路时，也有一，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？部分电能转化为内能，是多少？思考与讨论：思考与讨论：rERS内电路内电路外电路外电路3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内非静电力做多少功内非静电力做多少功Q外外=I2RtQ内内=I2rtW=Eq＝＝EIt【【小结小结】】 上述结论反映了闭合电路中的什么规律？上述结论反映了闭合电路中的什么规律？闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成闭合电路欧姆定律：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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比深入探究深入探究】】W W非非=Q=Q外外+Q+Q内内 EIt=IEIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt EI=IEI=I2 2R+IR+I2 2r r２２. .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。

之和成反比１１. .对对纯电阻纯电阻电路电路 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律说明：说明： 2. 2. 是外电路上总的电势降落，习惯上叫是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压路端电压 3. 3. 是内电路上的电势降落，习惯上叫是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压1.1.可以得出：可以得出：R 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 R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小由路端电压由路端电压: :探究二：探究二：1.1.路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系E，rSRAV说一说：说一说： 为什么傍晚用电多的时候灯光发暗，而夜深人静的时候灯光特别明亮又如插上为什么傍晚用电多的时候灯光发暗，而夜深人静的时候灯光特别明亮又如插上电炉、电暖气等功率较大的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又亮起来试着解电炉、电暖气等功率较大的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又亮起来试着解释这种现象释这种现象因为每多一个用电器，就相当于多并联一个支路，这样外电阻反而减小了，而电源内阻没变，所以造成路端电压减小，流过每个支路的电流减小。

所以灯光发暗U UI IO OE EI I短短θθ断路断路短路短路2.2.路端电压与电流关系图象路端电压与电流关系图象 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻，内阻r=2Ω请根据路端电压请根据路端电压与电流的关系式与电流的关系式U=E-Ir，以，以U为纵坐标，为纵坐标，I为横坐标，做为横坐标，做出出U与与I关系的函数图像关系的函数图像讨论讨论：1、外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时、外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？路端电压与电动势的关系？2、电动势、电动势E的大小对图像有什么影响？的大小对图像有什么影响？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．． 3、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？大小？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4、、r的大小对图像有什么影响的大小对图像有什么影响图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害斜得越厉害．．【例【例1 1】在】在U-IU-I图像中，由图像做出的下列判断中，正确的是（图像中，由图像做出的下列判断中，正确的是（ ））A.A.被测电池的电动势为被测电池的电动势为1.5V1.5VB.B.被测电池的内电阻为被测电池的内电阻为2.02.0ΩΩC.C.外电路短路时的电流约为外电路短路时的电流约为3.0A3.0AD.D.从图像的从图像的A A点变化到点变化到B B点，外电路电阻变小点，外电路电阻变小ACDACDU/vU/vI/AI/AO OA AB B1 12 23 34 40.50.51.01.01.51.5学以致用学以致用、一太阳能电池板，测得它的开路电压为、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV800mV，短路电流为，短路电流为400mA400mA，若，若将该电池板与一阻值为将该电池板与一阻值为2Ω2Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )( ) A.0.10V B.0.20VA.0.10V B.0.20V C.0.30V C.0.30V D.0.40VD.0.40VD D分析：题中开路电压即为电源电动势，所以电动势为800mV。

结合短路电流可以求出电源内阻 r = 2Ω【【例例3 3】】如如图图所所示示的的电电路路中中，，电电源源的的电电动动势势E E和和内内电电阻阻r r恒恒定定不不变变，，电电灯灯L L恰恰能能正正常常发光，如果变阻器的滑片向发光，如果变阻器的滑片向b b端滑动，则端滑动，则( (　　 ) )A A．电灯．电灯L L变亮，安培表的示数减小变亮，安培表的示数减小 B B．电灯．电灯L L变亮，安培表的示数增大变亮，安培表的示数增大C C．电灯．电灯L L变暗，安培表的示数减小变暗，安培表的示数减小 D D．电灯．电灯L L变暗，安培表的示数增大变暗，安培表的示数增大A A分析：此题属于电路的动态分析，动态分析类题型分析的方法是先得到总电阻的变化，然后根据闭合电路欧姆定律得到总电流和路端电压的变化，往下分析的顺序应是先干路后支路；先定值电阻，后变值电阻此题，滑动端向b移动，R1阻值增大，所以总电阻增大，根据I总=E/R总和U=E - Ir，得到总电流变小，路段电压变大；因而灯L变亮1.1.有两节电池有两节电池, ,它们的电动势分别为它们的电动势分别为E E1 1和和E E2 2, ,内电阻分别为内电阻分别为r r1 1和和r r2 2。

将它们分别连成将它们分别连成闭合电路闭合电路, ,其外电路的电流其外电路的电流I I和路端电压和路端电压U U的关系如图所示的关系如图所示, ,可以判定可以判定( )( )A.A.图像交点所示状态图像交点所示状态, ,两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等B.EB.E1 1>E>E2 2,r,r1 1>r>r2 2C.C.图像交点所示状态图像交点所示状态, ,两电路的电阻相等两电路的电阻相等D.ED.E1 1>E>E2 2,r,r1 1

3.3.如如图图所所示示的的电电路路中中，，当当S S闭闭合合时时，，电电压压表表和和电电流流表表( (均均为为理理想想电电表表) )的的示示数数各各为为1.6 1.6 V V和和0.4 A0.4 A；当；当S S断开时，它们的示数各改变断开时，它们的示数各改变0.1 V0.1 V和和0.1 A0.1 A，求电源的电动势及内阻求电源的电动势及内阻分析：此题需针对两种状态列两个方程（闭合电路欧姆定律），通过方程组解题 S断开后，外电阻增大，所以电压表示数增大，电流表示数减小 1 1. .闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律（（1 1））表表述述：：闭闭合合电电路路中中的的电电流流跟跟电电源源的的电电动动势势成成正正比比，，跟跟内内、、外外电电路路的的电电阻阻之之和成反比和成反比2 2）表达式）表达式 2 2．路端电压与负载的关系．路端电压与负载的关系（（1 1）路端电压随外电路电阻）路端电压随外电路电阻R R的增大而增大的增大而增大 断路：断路： 短路：短路：（（2 2）路端电压）路端电压U U 随电流随电流I I 变化的关系式：变化的关系式：R→∞R→∞，，I=0I=0，，U U内内=0=0，，U U外外=E=ER→0R→0，，I= I= ，，U U内内=E=E，，U U外外=0=0。