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1、2.42.4 电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1KR闭合电键闭合电键K，灯泡亮吗？为什么？，灯泡亮吗？为什么？问题：问题：2生活中的电池生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池3正极正极负极负极电源电源-1 1、电源把、电源把正正、负负电荷对应从电源的电荷对应从电源的负极负极、正极正极搬到搬到正极正极和和负极负极，电场力做正功还是负功？，电场力做正功还是负功？2 2、从能量的角度看，电源的作用是什么？、从能量的角度看，电源的作用是什么？问题探究：问题探究：4一、电源一、电源电源电源是一种把其它形式能转化为电能是一
2、种把其它形式能转化为电能的装置的装置电源在电路中的作用电源在电路中的作用：将其它形式的：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。的电压。 5生活中的电池生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池61.1.电源将其他形式的能转化为电势能的特电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用电动势性可以用电动势（符号：（符号：E E）来表示，来表示，它它等于电源未接入电路时两极间的电压。等于电源未接入电路时两极间的电压。（二）、电源电动势（二）、电源电动势2.2.物理意义：反映电源把其他形式的能物理意义：反映电源把其他形
3、式的能转化为电能本领的大小。转化为电能本领的大小。注意： 电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。7伏特（伏特（V V） 1V=1J/C1V=1J/C3 3、单位：、单位：5 5、电动势标量电动势标量4 4、特点：电动势由、特点：电动势由电源本身决定电源本身决定，与是，与是否联入电路及外电路的情况否联入电路及外电路的情况无关无关。那么怎么测量电源电动势的大小？请设计方案并那么怎么测量电源电动势的大小？请设计方案并测试一节干电池的电动势，看看有什么发现。测试一节干电池的电动势，看看有什么发现。8如何测量一节南孚电池的电压？如何测量一节南孚电池的电压？为啥电压会低于为啥电压会低于1.5V?为啥
4、灯泡会变暗？为啥灯泡会变暗？91、定义：电源内部也是一段电路，也有电阻，称为电源的内电阻，简称内阻。用符号 r表示。2、说明：电源内部也有电压，叫内电压。二、电源的内阻二、电源的内阻10（一）、电路和电阻的认识（一）、电路和电阻的认识 外电路：外电路：电源外部的电路，电源外部的电路，包括用电器、导线等包括用电器、导线等。 外电阻：外电阻：外电路的总电阻外电路的总电阻内电阻：内电阻：内电路的电阻内电路的电阻通常称为电源的内阻通常称为电源的内阻. 内电路：内电路：电源内部的电路电源内部的电路. 11三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律1.如图，电动势为如图，电动势为E,内阻内阻为为r，形成
5、闭合回路的电，形成闭合回路的电流多大？流多大？闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律：在：在外电路为纯电阻外电路为纯电阻的闭的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。比，跟内、外电路的电阻之和成反比。2、适用条件：适用条件：外电路是外电路是纯电阻纯电阻电路。电路。 12三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律3、内电压：电流流过内电阻、内电压：电流流过内电阻r，产生的电势降落，产生的电势降落Ir等于内等于内电阻电阻r两端的电压，因此也把两端的电压，因此也把Ir称为电池的内电压称为电池的内电压U，即，即U=Ir。4、路端电压：
6、在电源外部，电流由电源正极、路端电压：在电源外部，电流由电源正极流向负极，在外电路上也有电势降落流向负极，在外电路上也有电势降落IR，习，习惯上把他称为路端电压或外电压惯上把他称为路端电压或外电压U,即即U=IR。135、欧姆定律对闭合电路的分析：、欧姆定律对闭合电路的分析：R R增大，增大，R R减小，减小，E rsRAV电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大，路端电压减小路端电压减小三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律如图所示：如图所示：14例例1 1、 如图所示电路，电源电动势为如图所示电路，电源电动势为1.5V1.5V，内，内阻为阻为0.12 0.12
7、 ，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38 1.38 ，求电，求电路中的电流和路端电压。路中的电流和路端电压。解解：由题意知，电动势：由题意知，电动势E=1.5 VE=1.5 V，外电阻外电阻R=1.38 R=1.38 ，内阻，内阻r=0.12 r=0.12 . .由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得： 路端电压路端电压为为U U = = IRIR=1=11.38 V1.38 V =1.38 V =1.38 V 15 例例2 2：已知如图，已知如图，E=6VE=6V，r=4r=4，R R1 1=2=2，R R2 2的变化范围是的变化范围是0 01010。求：。求： 电源的最大输出电压；电
8、源的最大输出电压； R R1 1上的最大输出电压；上的最大输出电压； R R2 2上的最大输出电压。上的最大输出电压。 E rR2R116例例例例3 3 3 3、在在在在所所所所示示示示的的的的电电电电路路路路中中中中，R R R R1 1 1 1=14.0=14.0=14.0=14.0，R R R R2 2 2 2=9.0=9.0=9.0=9.0，当当当当开开开开关关关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置1 1 1 1时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I1 1 1 1=0.20A=0.20A=0.20A=0.20A；当当当当开开开开关关
9、关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置2 2 2 2时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I2 2 2 2=0.30A=0.30A=0.30A=0.30A，求电流的电动势和内电阻。求电流的电动势和内电阻。求电流的电动势和内电阻。求电流的电动势和内电阻。 如果没有电流表，只有电压表，如何设计实如果没有电流表，只有电压表，如何设计实如果没有电流表，只有电压表，如何设计实如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势。验测量电源的内阻和电动势。验测量电源的内阻和电动势。验测量电源的内阻和电动势。R1R2A12ErSR1R212ErS
10、V V17两个特例：两个特例：(2)外电路外电路短路短路时时(1)外电路外电路断路断路时时E rAVE rAV三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律186、路端电压、路端电压U随电流随电流I变化的图象变化的图象(1)图象的函数表达：图象的函数表达： 三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律19在在横轴横轴上的上的截距截距表示电源表示电源的的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越，内阻越大，图线倾斜得越厉害大，图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的电动势电动势E E (2)图象的物理意义图象的物理意义断路断路短路短
11、路UIOEI短短三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律207、闭合电路的动态变化分析、闭合电路的动态变化分析全电路的动态分析的具体步骤全电路的动态分析的具体步骤:(1)判断动态部分电阻、判断动态部分电阻、 全电路总电阻的变化全电路总电阻的变化.(2)判断闭合电路总电流的变化判断闭合电路总电流的变化.(3)依据依据U=E-Ir,判断路端电压的变化判断路端电压的变化.(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化的变化.三、闭合电路的欧姆定律三、闭合电路的欧姆定律21例例4 4：如图所示，图线：如图所示，图线a a是某一蓄电池组的伏安特是某一蓄电池组
12、的伏安特性曲线，图线性曲线，图线b b是一只某种型号的定值电阻的伏安特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性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.02.0，则这只，则这只定值电阻的阻值为定值电阻的阻值为_。现有。现有4 4只这种规格的定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，该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是输出功率最大时是_W_W。 U/V I/Ao2015105ab解：解：由图象可知蓄电池的由图象可知蓄电池的电动势为电动势为20V20V。
13、由斜率关系知外电阻阻值由斜率关系知外电阻阻值为为66。 用用3 3只这种电阻并联作为外只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于电阻，外电阻等于22，因，因此输出功率最大为此输出功率最大为50W50W。 22 闭合电路中变量分析闭合电路中变量分析(1)(1)保持不变的量保持不变的量只有电源的电动势和内电只有电源的电动势和内电阻，阻，电流、外电压、电功率等都随外电阻的电流、外电压、电功率等都随外电阻的改变而改变。改变而改变。(2)I(2)I、U U、P P公式：公式： 电流：电流：I=E/(I=E/(R R外外+r)+r) 内电压：内电压：U U内内Ir=Er/(Ir=Er/(R R外外+r)+r)
14、外电压：外电压：U U外外I IR R外外E-IrE-Ir 总功率：总功率：P P总总IEIE23例例5 5：如图所示，电源电动势为：如图所示，电源电动势为E E，内电阻为，内电阻为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到左端时，发现从右端滑到左端时，发现电压表电压表V V1 1、V V2 2示数变化的绝对值分别为示数变化的绝对值分别为UU1 1和和UU2 2，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A A、小灯泡、小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L2 2变亮变亮B B、小灯泡、小灯泡L L3 3变暗，变暗，L L1 1、L L2 2变亮变亮C C、UU1
15、 1UUU2 2 V2V1L1L2L3P24V2V1L1L2L3P解：解：滑动变阻器的触片滑动变阻器的触片P P从右从右端滑到左端，总电阻减小，总端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。电流增大，路端电压减小。 与电阻串联的灯泡与电阻串联的灯泡L L1 1、L L2 2电流增大，变亮，与电阻并电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡联的灯泡L L3 3电压降低，变暗。电压降低，变暗。 U U1 1减小，减小，U U2 2增大，而路端电压增大，而路端电压U U= = U U1 1+ + U U2 2减小，减小，所以所以U U1 1的变化量大于的变化量大于 U U2 2的变化量。的变化量。 B、
16、D 25闭合电路的闭合电路的U-IU-I图象图象 Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im1 1）右图中）右图中a a为为闭合电路闭合电路的的U-IU-I图象图象b b为为部分电路部分电路( (外电阻外电阻) )的的U-IU-I图象图象。2 2）两者的交点坐标表示该电阻）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的接入电路时的路端电压与电流路端电压与电流。 3 3）a a的斜率的斜率的绝对值表示的绝对值表示电源内电源内阻的阻的大小、大小、b b的斜率的斜率的绝对值表的绝对值表示示接入电路中外电阻的接入电路中外电阻的的大小。的大小。 4 4）图中虚线矩形的面积表示图中虚线矩形的面积表示接入该电
17、阻时的输出功率。接入该电阻时的输出功率。 当两个当两个斜率相等斜率相等时时（即内、外电阻相等）（即内、外电阻相等）图中矩图中矩形面积形面积最大最大，即，即输出功率输出功率最大！最大！ 26小小 结结、电动势是表征电源把其他形式的能量转化为、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。电能本领大小的物理量。2 2、内阻：电源内部电路的电阻、内阻：电源内部电路的电阻3 3、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律 （1 1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势）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。成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。（2 2）表达式：）表达式：274 4、路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系： （1 1）路端电压随外电路电阻）路端电压随外电路电阻R R增大而增大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：变化：28
