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1、2 7闭合电路的欧姆定律邓晓阳2009年10月14 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 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极 所以电流方向为负极流向正极 2 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 3 电路中的电势变化情况 1 在外电路中 沿电流方向电势
2、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 4 讨论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 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 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
3、比 对纯电阻电路 二 闭合电路欧姆定律 说明 二 闭合电路欧姆定律 1 是外电路上总的电势降落 习惯上叫路端电压 2 是内电路上的电势降落 习惯上叫内电压 3 外电路两端的电压叫路端电压 如图电路 R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 路端电压 三 路端电压跟负载的关系 两个特例 2 外电路短路时 1 外电路断路时 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 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 课堂训练 课堂训练 电路的化简 电路化简
4、三原则 一 电表要摘除二 先连主回路 找准起点和终点后再连支路三 等势点可分可合 电路的动态问题分析 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 U1 U2 电路的故障分析 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 在如图所示的电路中 电源的电动势E 3 0V
5、内阻r 1 0 电阻R1 10 R2 10 R3 30 R4 35 电容器的电容C 100 F 电容器原来不带电 求接通电键K后流过R4的总电量 含容电路的分析 如图所示的电路中 电源电动势E 10V 内阻r 1 电容器的电容C 40 F 电阻R1 R2 4 R3 5 接通电键S 待电路稳定后 求 1 理想电压表V的读数 2 电容器的带电量 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 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 5 电源的输出功率 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示 而当内外电阻相等时 电源的输出功率最大 为6 电源的供电效率 最后一个等号只适用于纯电阻电路 注意 闭合电路的输出功率最大时 电源的效率并不是最大 50 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 I2r 2 电源的效率 最后一个等号只适用于纯电阻电路 3 电源的输出功率 电源输出功率随外阻变化的图线如右 而当内外电阻相等时 电源输出功率最大 为 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上消耗的最大功率 R2上消耗的最大功率
