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1、2 7闭合电路的欧姆定律 一 1 复习回顾 1 什么是电源 2 电源电动势的概念 物理意义 把其它形式的能转换成电能的装置 1 定义 在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功 2 意义 电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领 3 如何计算电路中电能转化为其它形式的能 W IUt 对于纯电阻电路 2 一 闭合电路 用导线把电源 用电器连成一个闭合电路 外电路 电源外部的用电器和导线构成外电路 内电路 电源内部是内电路 闭合电路 部分电路 内电路 外电路 3 在外电路中 电流方向由正极流向负极 沿电流方向电势降低 在内电路中 即在电源内部 通过非静电力做功使正电荷由负极移到正
2、极 所以电流方向为负极流向正极 闭合回路的电流方向 内电路与外电路中的总电流是相同的 4 1 电路中的电势变化情况 1 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 沿电流方向电势也降低 另一方面 沿电流方向存在电势 跃升 5 4 电动势概念的理解 6 2 讨论闭合回路中的能量转化关系1 若外电路中的用电器都是纯电阻R 在时间t内外电路中有多少电能转化为内能 内电路 外电路 E外 I2Rt 2 内电路也有电阻r 当电流通过内电路时 也有一部分电能转化为内能 是多少 E内 I2rt 3 电流流经电源时 在时间t内非静电力做多少功 W Eq EIt 4 以上各能量之间有什么关系
3、 7 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他形式的能的总和 W E外 E内 即 EIt I2Rt I2rt 8 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 3 闭合电路欧姆定律 9 说明 二 闭合电路欧姆定律 2 是外电路上总的电势降落 习惯上叫路端电压 3 是内电路上的电势降落 习惯上叫内电压 4 1 只适用于纯电阻电路 10 1 在如图所示的电路中 电源的电动势为9V 内阻为0 5 外电路的电阻R1为18 求电路中的电流和路端电压 若将电阻换为R2 36 情况如何 课堂训练 11 外电路两端的电压叫路端电压 如图电路 R增大 电流减小
4、 路端电压增大 R减小 电流增大 路端电压减小 路端电压 二 路端电压跟负载的关系 12 两个特例 2 外电路短路时 1 外电路断路时 13 a b 5 14 电源的外特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象 1 图象的函数表达 15 2 图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势E 在横轴上的截距表示电源的短路电流 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 16 小结 1 闭合电路欧姆定律 2 路端电压跟负载的关系 1 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 2 表达式 1 路端电压随外电路电阻R增大而增大 断路 短路 2 路端电压U随电
5、流I变化的图象 17 1 在如图所示的电路中 电源的电动势为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 课堂训练 I 1A U 1 38V 18 2 如图 1 14 2 9 当开关处于位置1时 理想电流表读数I1 0 2A 当开关处于位置2时 电流表读数I2 0 3A求电源的电动势E和内电阻r E 3Vr 1 19 3 如图 R 0 8 当开关S断开时电压表的读数为1 5V 当开关S闭合时电压表的读数为1 2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少 E 1 5V r 1 5 20 A B 4 21 AC 5 22 四 闭合电路中的功率 由于闭合电路中内 外电路的电流
6、相等 由 得 1 电源提供的功率 电源功率 2 电源的输出功率 外电路得到的功率 3 电源内阻上的热功率 4 供电效率 P出 P总 U外 E 23 2 7闭合电路欧姆定律 二 24 四 电池组的串并联 1 串联 2 并联 25 五 电源的功率和效率 1 功率 电源的功率 电源的总功率 PE IE 电源的输出功率 P出 IU 电源内部消耗的功率 Pr I2r2 电源的效率 3 电源的输出功率 当内外电阻相等时 电源的输出功率最大 为 只适用于纯电阻电路 电源输出功率随外电阻变化的图线 26 例1已知如图 E 6V r 4 R1 2 R2的变化范围是0 10 求 电源的最大输出功率 R1上消耗的最
7、大功率 R2上消耗的最大功率 2 25W 2W 1 5W 27 例2直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线 抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线 若A B对应的横坐标为2A 那么线段AB表示的功率为W I 2A对应的外电阻是 2W 0 5 28 上海05高考 1 右图中图线 表示某电池组的输出电压一电流关系 图线 表示其输出功率一电流关系 该电池组的内阻为 当电池组的输出功率为120W时 电池组的输出电压是 V 5 30 课堂训练 29 2 如图所示 R为电阻箱 V为理想电压表 当电阻箱读数为R1 2 时 电压表读数为U1 4V 当电阻箱读数为R2 5 时
8、 电压表读数为U2 5V 求 1 电源的电动势E和内阻r 2 当电阻箱R读数为多少时 电源的输出功率最大 最大值Pm为多少 R 1 P 9W 30 六 电路的动态分析问题 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化 就会影响整个电路 使总电路和每一部分的电流 电压都发生变化 讨论依据是 闭合电路欧姆定律 部分电路欧姆定律 串联电路的电压关系 并联电路的电流关系 思路 31 例3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
9、U1 U2 BD 32 练 在如图电路中 闭合电键S 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时 四个理想电表的示数都发生变化 电表的示数分别用I U1 U2和U3表示 电表示数变化量的大小分别用 I U1 U2和 U3表示 下列比值正确的是 A U1 I不变 U1 I不变 B U2 I变大 U2 I变大 C U2 I变大 U2 I不变 D U3 I变大 U3 I不变 答案 ACD 33 3 如图所示电路 当滑动变阻器的滑片P向上移动时 判断电路中的电压表 电流表的示数如何变化 课堂训练 V1示数增大V2示数增大A示数减小 34 七 含有电容器的直流电路 35 36 例4 已知如图 电源内阻不计 为使
10、电容器的带电量增大 可采取以下那些方法 A 增大R1B 增大R2C 增大R3D 减小R1 CD 37 4 如图10 3所示的电路中 已知电容C1 C2 电阻R1 R2 电源内阻可忽略不计 当开关S接通时 以下说法中正确的有 A C1的电量增多 C2的电量减少B C1的电量减少 C2的电量增多C C1 C2的电量都增多D C1 C2的电量都减少 图10 3 D 课堂训练 38 5 如图所示 电源电动势 12伏 内阻r 1欧 电阻R1 3欧 R2 2欧 R3 5欧 电容器的电容量C1 4 F C2 1 F 求C1 C2所带电量 Q1 1 6 10 5库Q2 10 5库 课堂训练 39 八 电路故障
11、分析 一 电路故障的原因 1 断路的特点 电流为零 断点的同侧无电势差 若只有一个断点 断点的两端有电势差 造成的结果 电路中的总电阻增大 干路上的电流减小 与其并联的用电器两端的电压增大 40 2 短路的特点 被短路的用电器两端无电压 用电器无电流流过 电路中总电阻减小 干路电流增大 被短路用电器不工作 与其串联的用电器两端电压增大 造成的结果 41 A 例5如图所示的电路中 闭合电键 灯L1 L2正常发光 由于电路出现故障 突然发现灯L1变亮 灯L2变暗 电流表的读数变小 根据分析 发生的故障可能是 A R1断路B R2断路C R3短路D R4短路 42 等效电路图 43 44 45 46 6 如图所示的电路中 闭合电键k后 灯a和b都正常发光 后来由于某种故障使灯b突然变亮 电压表读数增加 由此推断这故障可能是 A a灯灯丝烧断B 电阻R2断C 电阻R2短路D 电容被击穿短路 课堂训练 B 47
