2018-2019学年度鲁科版选修3-1 4.1闭合电路欧姆定律 课件(共16张PPT)

1、 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 电源电源是一种把其它形式能转化为电能是一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。 内电路、外电路、内电阻、外电阻内电路、外电路、内电阻、外电阻 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.

2、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 1 1、内容：、内容： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，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。跟内、外电路的电阻之和成反比。 2 2、公式：、公式： rR E I 3 3、适用条件：、适用条件： 外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路的电路. . 例题：例题： 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 ，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

3、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： A A rR E I 1 12.038.1 5.1 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 路端电压路端电压U U随外电阻随外电阻R R变化的讨论变化的讨论 U U外 外=I R外外= E R外 外+r R外 外= E 1+ r R外 外 当当R R外 外增大时， 增大时， U U外 外也随之增大 也随之增大 当外电路断开时当外电路断开时, R, R外 外=, =, U

4、U外 外=E =E 当外电路短路时当外电路短路时, R, R外 外=0, =0, U U外 外=0,I =0,I短 短= = 很大，一般情况下不允许外电路短路。很大，一般情况下不允许外电路短路。 E r 讨论：讨论：在电源末接入电路的情况下，用电压表直接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，测量电池两极所得到的数值，近似等于近似等于电源电动势电源电动势 的大小的大小 路端电压随电流变化的路端电压随电流变化的U-IU-I图像图像 图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标 为电源电动势为电源电动势E. 图线与横坐标交点

5、表示外电路短路情况，交点横坐标图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标 为短路电流为短路电流I短 短=E/r. 图线斜率值图线斜率值(tan )表示电源的内电阻表示电源的内电阻r=U/I. 【注意注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立 U = E U = E I r I r 知知: : U U是是I I 的一次函数的一次函数 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)( )( E UIP)( EIP)( 2 2 2 d rc rR R b a 电源的输出功率随外电阻变化的讨论电源的

6、输出功率随外电阻变化的讨论 电源的总功率电源的总功率P P总 总=IE =IE 内耗功率：内耗功率：P P内 内=I =I2 2r r 输出功率：输出功率：P P出 出= =P- P P- P内 内=IE- I =IE- I2 2r=I Ur=I U外 外= I = I2 2 R R外 外 当外电阻为纯电阻电路时当外电阻为纯电阻电路时 当当R外 外=r时 时,P出 出最大，且最大值为 最大，且最大值为 P出 出m= E2 4r (R外 外+r)2 = E2 +4r (R外 外-r)2 R外 外 P出 出=I2R外外= E2R外 外 由图可知由图可知: :同一功率对同一功率对 应着两个电阻值应着

7、两个电阻值, ,两个两个 电阻值之间有何关系呢电阻值之间有何关系呢? ? 例题：例题：已知如图，已知如图，E E =6V=6V，r r =4=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： 电源的最大输出功率；电源的最大输出功率； R R1 1上消耗的最大功率；上消耗的最大功率； R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 E r R2 R1 2.25W2.25W； 2W2W； 1.5W1.5W。 R1 R2 A 1 2 Er S R1 R2 1 2 Er S V V 一种测量电源电动势一种测量电源电动势 和内电阻的方法和内电阻的方法 例题：例

8、题：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/Ao 20

9、15 10 5 a b 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。 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。 闭合电路中变量分析闭合电路中变量分析 (1)(1)保持不变的量只有电源的电动势和内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电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻 的改变而改变的改变而改变 (2)I(2)I、U U、P P公式：公式： 电流电流I=E/(I=E/(R

10、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). 外电压外电压U U外 外 I I R R外 外 E-Ir.E-Ir. 总功率总功率P P总 总 IE.IE. 例题：例题：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 L

11、3 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 1 UU2 2 V2V1 L1L2 L3 P V2V1 L1L2 L3 P 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、D 闭合电路的闭合电路的U-IU-I图象图象 U o I E U0 M（I0,U0） b a N I0 Im 1 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