电源电动势闭合电路欧姆定律

1、电源电动势闭合电路欧姆定律思考：思考：1、平行板电容器在放电时可、平行板电容器在放电时可以看作电源吗？以看作电源吗？abcd负极负极电源电源+E2 2、这样的电源能不能提供、这样的电源能不能提供稳定的电压？稳定的电压？3 3、我们生活中的电源为什、我们生活中的电源为什么能提供稳定的电压呢？么能提供稳定的电压呢？ 通过化学反应（非静电力做功），把流到负极的正电荷搬到正通过化学反应（非静电力做功），把流到负极的正电荷搬到正极，从而保持正负极有稳定的电势差，维持电路中有稳定的电流极，从而保持正负极有稳定的电势差，维持电路中有稳定的电流。4 4、非静电力做功的能量转化？、非静电力做功的能量转化？将其它

2、形式的能转化为电能将其它形式的能转化为电能 问：闭合电路中电势如何变化？问：闭合电路中电势如何变化？ABCDRE , r化学反化学反应层应层ABCDRE , rABR在外电路中，电流方向由正极流在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。向负极，沿电流方向电势降低。在内电路中，即在电源内部，通过非静电在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。流方向为负极流向正极。内电路与外电路中的总电流是相同的。内电路与外电路中的总电流是相同的。在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向在内电路中，一方面，存在内

3、阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升跃升”。 一一. . 电动势电动势 1、物理意义：表征电源将物理意义：表征电源将其它形式能其它形式能转化为转化为电能电能本领本领的物理量。的物理量。2、定义：定义：非静电力非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的把正电荷从电源负极移到正极所做的功功与被移送与被移送电量电量的比。的比。 3、方向：方向：qWE非* 标量，标量，为了便于计算规定为了便于计算规定 E 的的方向由负极板经内电路指向正方向由负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向。极板，即正电荷运动的方向。+ E数值上等于非静电力把1

4、C的正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功等于电源未接入电路时两极间的电势差4、单位：伏特。、单位：伏特。V 电源电动势的两点说明电源电动势的两点说明 电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电源电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电源的材料、结构决定。的材料、结构决定。与与q q、w w、电源体积及外电路无关、电源体积及外电路无关 从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。(E = W非静电力非静电力/q )5、电动势和电压有些什么区别？（1）它们描述的对象不

5、同：电动势是电源具有的，是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量。 电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量。点金训练45页例1（2）物理意义不同：电动势在数值上等于将单位正电荷从电源负极移到正极的过程中，其他形式的能量转化成的电能的多少；而电压在数值上等于移动单位正电荷时电场力作的功，就是将电能转化成的其他形式能量的多少。它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的。例题：关于电动势，下列说法中正确的是例题：关于电动势，下列说法中正确的是 A电动势电动势E是表征电源把其它形式的能是表征电源把其它形式的能转化为电能本领的物理量转化

6、为电能本领的物理量B在闭合电路中，电动势的方向与在闭合电路中，电动势的方向与电电源内部源内部电流的方向相同电流的方向相同，是，是电势升高的方电势升高的方向向C电动势电动势E的单位与电势差的单位相同，的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同故两者在本质上相同D电动势与电动势与W非非成正比，与成正比，与q成反比成反比A记住记住铅蓄电池、银锌电池、镍镉电池的电动势电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。 二、二、内阻：内阻：电源内部的电阻称为内电阻，简称内阻内阻这样，电源就可以简化为：一个理想电源和一个电阻串联Er电源这和我们以前学习的电路有什么不同呢？这和我

7、们以前学习的电路有什么不同呢？手机电池用久了会发烫，为什么会有热量产生？手机电池用久了会发烫，为什么会有热量产生？rREIrERK外电路外电路内电路内电路V 外电压，外电压，U（路端电压）（路端电压）内电压，内电压，UE=U+UU=IrE=U+IrU=IRU=E-Ir三三. .闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、：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外电路的电阻之和成反比2.2.闭合电路欧姆定律表达形式有：闭合电路欧姆定律表达形式有： E=U E=U外外+U+U内内 U=E-Ir U=E-Ir （U U、I I间关系）间关

8、系） （I I、R R间关系）间关系） （U U、R R间关系）间关系） rREIErRRU既适用于外电路为纯既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯适用于外电路为非纯电阻的闭合电路电阻的闭合电路只适用于外电路为只适用于外电路为纯电阻的闭合电路纯电阻的闭合电路第二课时：路端电压和负载的关系回顾回顾一、电动势一、电动势W非非/q负极负极正极正极断开断开负极负极正极正极二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律1内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成，跟内、外电路的电阻之和成_正比正比反比反比IRIr

9、解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组 【例例1】如图所示，如图所示，R1 = 8.0 W W，R2 = 5.0 W W，当单刀双，当单刀双掷开关掷开关 S 扳到位置扳到位置 1 时，则得的电流时，则得的电流 I1 A；当；当S 扳到位置扳到位置 2 时，测得电流时，测得电流 I 2 = A。求电源电动势。求电源电动势E 和内电阻和内电阻Ri 。RiSEAR1R212i111RIRIE i222RIRIE 消去消去E ，可得电源的内电阻为，可得电源的内电阻为电源的电动势为电源的电动势为i111RIRIE V80. 1V)0 . 120. 00 . 820. 0

10、( 讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。法。122211iIIRIRIR W W W W 0 . 120. 030. 00 . 530. 00 . 820. 0 1. 已知电路中的电源电动势是已知电路中的电源电动势是 V，内电阻是，内电阻是 W W，外电，外电路的电阻是路的电阻是1.4 W W 。求电路中的电流。求电路中的电流 I 和端电压和端电压U 。 解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为A0 . 1A1 . 04 . 15 . 1 iRREI 端电压为端电压为RIU V4 . 1V4 . 1

11、0 . 1 练练 习习 解：根据全电路欧姆定律，列解：根据全电路欧姆定律，列方程得方程得 RRiSEAVii1120. 098. 1RRIUE ii2240. 096. 1RRIUE 2. 如图所示，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电如图所示，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表和电压表的读数分别是流表和电压表的读数分别是 I1 = 0.20 A，U1 = 1.98 V；改改变滑片的位置后，两表的读数分别为变滑片的位置后，两表的读数分别为 I 2 = A ，U 2 = 1.96 V。求电源的电动势和内电阻。求电源的电动势和内电阻。解之得解之得W W 1 . 0,V0 . 2iRE3、小张买了

12、一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面表明“2.2V 0.25A”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。由此，他推算了产品设计者设定的每节干电池的内阻参数。如果小张判断是正确的，那么，所设定的每节干电池的内阻是多少？1.6r W R1的划片左右移动的过的划片左右移动的过程中电压表、电流表的程中电压表、电流表的示数如何变化？示数如何变化？E、rsR1AVR0一、一、分析分析:路端电压路端电压: :IrEUrREI闭合电路闭合电路欧姆定律欧姆定律: :R R增大，增大，R R减小，减小，电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大

13、电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小、两个特例：、两个特例：0RIE 端，U（1 1）外电路断路时）外电路断路时E、rAV断路时的路端电压等于电源电动势断路时的路端电压等于电源电动势abab5 5E、rAV（2 2）外电路短路时）外电路短路时/00RIE rU端，二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻，内阻r=2。请根据路端电压与电请根据路端电压与电流的关系式流的关系式U=E-Ir，以以U为纵坐标，为纵坐标，I为横为横坐标，做出坐标，做出U与与I关系关系的函数图像。的函数图像。U/VI I/ /OE=v电源的外特性曲线电源的外特性

14、曲线 1 1、路端电压、路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEUrEI/短在横轴上的截距表示电源的短路在横轴上的截距表示电源的短路电流电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害倾斜得越厉害在纵轴上的截距表示电源的电在纵轴上的截距表示电源的电动势动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短图象物理意义纵轴截距等于电动势等于电动势图线的斜率大小 表示电源的内阻表示电源的内阻图中U表示外电压表示外电压U+U=E图中U表示内电压表示内电压横轴截距表示短路

15、电流表示短路电流图线上每一点的纵横坐标乘积IU表示电源的输出功率表示电源的输出功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻表示外电阻2、路端电压、路端电压U与外电阻与外电阻R的关系的关系(纯电阻电路纯电阻电路)当外电阻RIU,当R增大到无穷大(即断路)时,I=0,U=E,路端电压随外电阻的增大而增大,如图所示.,1EEUIR IUrRrR根据可得：mERIIrUr(2)当外电阻当R=0时，U=0,I 如图是某电源的路端电压如图是某电源的路端电压U U随干路电流随干路电流I I的变化图象的变化图象, ,由图象可知由图象可知, ,该电源的电动该电源的电动势为势为 V,V,内阻为内阻为 U/VI/AO

16、123246课堂练习课堂练习 在U-I图像中，由图像作出的下列判断中，正确的是（ ）D、从图像的A点变化到B点，外电路电阻变小ACD课堂练习课堂练习 有两节电池有两节电池, ,它们的电动势分别为它们的电动势分别为E E1 1和和E E2 2, ,内内电阻分别为电阻分别为r r1 1和和r r2 2. .将它们分别连成闭合电路将它们分别连成闭合电路, ,其外电路的电流其外电路的电流I I和路端电压和路端电压U U的关系如图的关系如图所示所示, ,可以判定可以判定( )( )UIO12A.A.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等1 1EE2 2,r,r1 1

17、rr2 2C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的电阻相等两电路的电阻相等1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2课堂练习课堂练习第三课时：1、闭合电路的动态分析2、闭合电路的几种功率 闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析(1)(1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电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的改变而改变流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变. .(2)(2)相关公式：相关公式： 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). 外电压外电压U

18、U外外I IR R外外E-Ir.E-Ir. 外电路串联时：外电路串联时：U UU U1 1+U+U2 2. . 外电路并联时：外电路并联时：I II I1+1+I I2 2方法一：局部整体再局部法 局部电阻的改变导致总电阻的改变，总电局部电阻的改变导致总电阻的改变，总电阻的改变导致总电流的改变，从而使内电阻的改变导致总电流的改变，从而使内电压改变，再改变外电压，最后利用部分电压改变，再改变外电压，最后利用部分电路的欧姆定律及串并联电路的特点对各个路的欧姆定律及串并联电路的特点对各个电阻进行分析。电阻进行分析。分析方法：分析方法： （1）分析电路，弄清电路的连接关系（各电表所）分析电路，弄清电路

19、的连接关系（各电表所测的对象，明确变阻器阻值的变化情况）。测的对象，明确变阻器阻值的变化情况）。（2）先整体，后局部，注意内外电路的联系（首）先整体，后局部，注意内外电路的联系（首先根据先根据R的变化，由全电路的欧姆定律的变化，由全电路的欧姆定律 I=E/(R+r)判断干路电流的变化，判断干路电流的变化， 进而明确路端电压的变化进而明确路端电压的变化情况）。情况）。（3）分清变和不变的量以及它们之间的关系（先）分清变和不变的量以及它们之间的关系（先研究不变的量，再研究变化的量的研究不变的量，再研究变化的量的 变化情况）。变化情况）。例例 题题 图中滑动触头向下移动时，判断各电表图中滑动触头向下

20、移动时，判断各电表的示数变化情况。的示数变化情况。 V V1 1R R1 1A A2 2R R2 2V V2 2A A3 3R R3 3A A1 1解析：解析：触头触头R3R总总I干干U路路V1A1V2A2A3引申引申1：如图所示电路，滑动触头向下移动，如图所示电路，滑动触头向下移动，(1)判断理想电表的示数前后变化情况。判断理想电表的示数前后变化情况。(2)电容器的带电量如何变化电容器的带电量如何变化?(3)R1消耗的功率如何变化消耗的功率如何变化?V V1 1R R1 1A A2 2V V2 2A A3 3R R3 3A A1 1C CUR1解析：解析：触头触头R3R总总I干干U路路V1A

21、1V2A3PR1Qc引申引申2：若断开电键，如右图所示，试讨论电表示数的变若断开电键，如右图所示，试讨论电表示数的变化情况。化情况。A A2 2V V2 2A A3 3R R3 3C C解析：解析：断开电键，电容器通断开电键，电容器通过和它并联的电路放过和它并联的电路放电，最后电表的示数电，最后电表的示数为零，电容器放电完为零，电容器放电完毕。毕。放电电流的方向如何？放电电流的方向如何？练练 习：习：V VR R1 1A AR R3 3R R4 4R R2 2R R5 5滑动触头向下移动，判断电压表和电流表的示数滑动触头向下移动，判断电压表和电流表的示数变化。变化。答案答案：VA方法二：两个结

22、论2.闭合电路中某一电阻值增大，则与它串联与它串联的电阻的电压减小，与之并联的电阻的电流的电阻的电压减小，与之并联的电阻的电流增大。增大。1.闭合电路中某一电阻值增大，则流过它的电流减小，加在它两端的电压增大。前提：只有一个电阻变化。注意：例题：如图所示，电源电动势为例题：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 1 UU2 2 V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P解：滑动变阻器的触片解：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