闭合电路欧姆定律--ppt课件

辽宁“和教育”名师直播课高一年级物理2017年8月闭合电路欧姆定律012ErABSR闭合电路外电路I根据欧姆定律可知：RUIIRU部分电路闭合电路中的电流I与哪些因素有关呢？新课导入电路图如下，当开关打开时，电压表读数与电源电动势有什么关系？当开关闭合时，两者还相等吗？×V思考ErSRABI探究一：推导闭合电路的欧姆定律问题探究1：如图电路，流过内电路的电流方向是怎样的,流过R和r的电流大小有何关系？课堂探究在外电路中，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，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。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：+++---+++++++++RABCDRE,r化学反应层问题探究2：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电路中的电势变化情况: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。（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”——BC和DA化学反应层。电路中的电势变化情况BDACAB电源电动势：BC＋DA内部分析ABCDErSRABI思考3：我们可以从什么角度入手研究闭合电路中电流I与哪些因素有关呢？研究问题切入的角度：功与能的关系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？Q外=I2Rt2.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？Q内=I2rt3.电流流经电源时，在时间t内非静电力做了多少功？W非=Eq＝EIt思考与讨论：rERS内电路外电路【小结】1.W非=EIt=Q外+Q内2.EIt=I2Rt+I2rt3.EI=I2R+I2r4.E=IR+Ir5.E=U外+U内6.【深入探究】1、2、3三式反映了闭合电路中的什么规律？4、5二式反映了闭合电路中的什么规律？6式反映了闭合电路中的什么规律？能量守恒EIRr外电路电势降低，内电路电势“升中有降”，电动势等于内外电路电势降落之和。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。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。１.对纯电阻电路rREI闭合电路欧姆定律说明：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。E=U+UEIRIr外内UIR外UIr内1.可以得出：R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小由路端电压:IrEU探究二：路端电压与负载的关系E，rSRAVrREI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。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。ABABBDCA0RIE端，，U（1）外电路断路时（2）外电路短路时0ERIUr0端，，断路(R→∞I=0)短路(R=0)两种特殊情况BDCA(1)图像的函数表达式IrEUEIr短②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图像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。①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。(2)图像的物理意义UIOEI短θ断路短路电源的外部特性曲线——路端电压U随电流I变化的图像．【例1】在U-I图像中，由图像做出的下列判断中，正确的是（）A.被测电池的电动势为1.5VB.被测电池的内电阻为2.0ΩC.外电路短路时的电流约为3.0AD.从图像的A点变化到B点，外电路电阻变小ACDU/vI/AOAB12340.51.01.5学以致用、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为400mA，若将该电池板与一阻值为2Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40VD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3】如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()A．电灯L变亮，安培表的示数减小B．电灯L变亮，安培表的示数增大C．电灯L变暗，安培表的示数减小D．电灯L变暗，安培表的示数增大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。EUU外内由EIUIUI外内得1．电源提供的功率（电源功率）：PEI总2．电源的输出功率（外电路得到的功率）：PUI外外3．电源内阻上的热功率：2PUIIr内内探究三:闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，4.供电效率:对纯电阻电路,电源的效率为:22IR100%I(Rr)R100%Rr1100%r1RPUPE外外总100＝电源的输出功率随干路电流的变化P外=P总-P内=EI–I2rP外IE/2rE2/4r输出功率随外电阻R的变化当I=E/2r时，取得最大值当R=r时取得最大值ORPrPm【例4】电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是()A．电源的路端电压一定逐渐变小B．电源的输出功率一定逐渐变小C．电源内部消耗的功率一定逐渐变大D．电源的供电效率一定逐渐变小ACDU=E-IrORPrPmP内=I2r1100%r1Rη1.有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2。将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定()A.图像交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E1E2,r1r2C.图像交点所示状态,两电路的电阻相等D.E1E2,r1r2ABUIO122.A灯与B灯电阻相同，当滑动变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A.A、B灯都变亮B.A、B灯都变暗C.A灯变亮，B灯变暗D.A灯变暗，B灯变亮BErsRBA分析：R变小，总电阻变小，总电流变大，路端电压变小。A灯变暗，流过R的电流变大，R的分压增大，并联电压减小，B灯变暗。3.如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，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.闭合电路欧姆定律（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EIRr2．路端电压与负载的关系（1）路端电压随外电路电阻R的增大而增大断路：短路：（2）路端电压U随电流I变化的关系式：UEIrR→∞，I=0，U内=0，U外=ER→0，I=，U内=E，U外=0Er