物理：高中物理教科版选修(3-1)2.7闭合电路欧姆定律(课件)

闭合电路欧姆定律电源是一种把其它形式能转化为电能的装置电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。内电路、外电路、内电阻、外电阻外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等.外电阻：外电路的总电阻.内电阻：内电路的电阻、通常称为电源的内阻.内电路：电源内部的电路.闭合电路欧姆定律1、内容：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、公式：rREI3、适用条件：外电路是纯电阻的电路.例题：如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压。解：由题意知，电动势E=1.5V，外电阻R=1.38Ω，内阻r=0.12Ω.由闭合电路欧姆定律得：路端电压为U=IR=1×1.38V=1.38VrREI路端电压U随外电阻R变化的讨论U外=IR外=ER外+r•R外=E1+rR外①当R外增大时，U外也随之增大②当外电路断开时,R外=∞,U外=E③当外电路短路时,R外=0,U外=0,I短=很大，一般情况下不允许外电路短路。Er讨论：在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小路端电压随电流变化的U-I图像①图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标为电源电动势E.②图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标为短路电流I短=E/r.③图线斜率值(tan)表示电源的内电阻r=△U/△I.【注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立U=E—Ir知:U是I的一次函数内出总内内出总＋＝三个功率关系：内电阻功率：外电路功率：电源总功率：PPP)(IUIP)()(EUIP)(EIP)(222drcrRRba电源的输出功率随外电阻变化的讨论①电源的总功率P总=IE②内耗功率：P内=I2r③输出功率：P出=P-P内=IE-I2r=IU外=I2R外当外电阻为纯电阻电路时当R外=r时,P出最大，且最大值为P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢?例题：已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。ErR2R1①2.25W；②2W；③1.5W。例、在所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电流的电动势和内电阻。如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势R1R2A12ErSR1R212ErSV一种测量电源电动势和内电阻的方法闭合电路的U-I图象UoIEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im1）右图中a为闭合电路的U-I图象b为部分电路(外电阻)的U-I图象2）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流.3）a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。例题：如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b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2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。现有4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_______W。U/VI/Ao2015105ab解：由图象可知蓄电池的电动势为20V。由斜率关系知外电阻阻为6Ω。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2Ω，因此输出功率最大为50W。闭合电路中变量分析(1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻(2)I、U、P公式：电流I=E/(R外+r).内电压U内＝Ir=Er/(R外+r).外电压U外＝IR外＝E-Ir.总功率P总＝IE.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ΔU1和ΔU2，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、ΔU1ΔU2D、ΔU1ΔU2V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U=U1+U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，B、D