高中物理-选修3-1-闭合电路的欧姆定律

第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律(第1课时)重庆市石柱中学校姚国均2020/7/25第1页（共31页）第二章恒定电流bdacabABCDRE,r2020/7/25第2页（共31页）第二章恒定电流电路中电势降落关系U内U外E结论：E=U外+U内ErRS++电流+电动势2020/7/25第3页（共31页）第二章恒定电流一、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？rERK内电路外电路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内非静电力做多少功W=Uq=Eq＝EIt4、以上各能量之间有什么关系？2020/7/25第4页（共31页）第二章恒定电流根据能量守恒定律，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=Q外+Q内即：EIt=I2Rt+I2rt2020/7/25第5页（共31页）EI=I2R+I2rE=IR+Ir第二章恒定电流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、rREIIrIRE即rREI二、闭合电路欧姆定律2020/7/25第6页（共31页）第二章恒定电流rREIIrIRE说明：IRU外2、是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.IrU内3、是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.E=U+UEIRIr内外4、1、只适用于纯电阻电路2020/7/25第7页（共31页）第二章恒定电流外电路两端的电压叫路端电压．１、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:IrEU三、路端电压跟负载的关系2020/7/25第8页（共31页）第二章恒定电流２、两个特例（2）外电路短路时/0RIErU0端，，0RIE端，，U（1）外电路断路时2020/7/25第9页（共31页）第二章恒定电流【例1】如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,理想电流表读I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读I2=0.3A,求电源的电动势E和内电阻r。1AR1R22ErE=3Vr=1Ω2020/7/25第10页（共31页）第二章恒定电流【例2】如图，R＝0.8Ω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=0.2Ω2020/7/25第11页（共31页）第二章恒定电流四、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：IrEU2020/7/25第12页（共31页）第二章恒定电流（2）图象的物理意义①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．rEI/短②在横轴上的截距表示电源的短路电流③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．2020/7/25第13页（共31页）第二章恒定电流AB【例3】2020/7/25第14页（共31页）第二章恒定电流AC【例4】2020/7/25第15页（共31页）第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律(第2课时)重庆市石柱中学校姚国均2020/7/25第16页（共31页）第二章恒定电流六、电池组的串并联1、串联：2、并联：rnrnE串串1rrnE并并2020/7/25第17页（共31页）第二章恒定电流七、电源的功率和效率1、功率①电源的功率（电源的总功率）PE=EI干②电源的输出功率③电源内部消耗的功率2、电源的效率3、电源的输出功率当内外电阻相等（R外=r）时，电源的输出功率最大，为222222())()(44REREPRrRrRRrErrR外2max4EProRP外PmrEPURPERr外（只适用于纯电阻电路）电源输出功率随外电阻变化的图线22UPUIIrr内内内干干2020/7/25第18页（共31页）22U=UI=IR=RP外干干外外外外第二章恒定电流【例5】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。ErR2R1①2.25W②2W③1.5W2020/7/25第19页（共31页）第二章恒定电流八、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。思路局部整体局部2020/7/25第20页（共31页）第二章恒定电流【例6】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.ΔU1ΔU2V2V1L1L2L3PBD2020/7/25第21页（共31页）Er第二章恒定电流练习1、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ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是（）A、U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．B、U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．C、U2/I变大，ΔU2/ΔI不变．D、U3/I变大，ΔU3/ΔI不变．ACD2020/7/25第22页（共31页）第二章恒定电流练习2、如图10-3-5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?V1示数增大V2示数增大A示数减小2020/7/25第23页（共31页）第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律(第3课时)重庆市石柱中学校姚国均2020/7/25第24页（共31页）第二章恒定电流九、含有电容器的直流电路2020/7/25第25页（共31页）第二章恒定电流2020/7/25第26页（共31页）第二章恒定电流例7、已知如图，电源内阻不计。为使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R1R1R3R2ECABBCCCR1R2R3CD2020/7/25第27页（共31页）EC第二章恒定电流练习3、如图所示的电路中，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D2020/7/25第28页（共31页）第二章恒定电流练习4、如图所示，电源电动势ε=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=4μF,C2=1μF,求C1、C2所带电量。Q1=1.6×10-5CQ2=10-5C2020/7/25第29页（共31页）第二章恒定电流十、电路故障分析一、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2020/7/25第30页（共31页）第二章恒定电流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2020/7/25第31页（共31页）