高中物理 选修3-1 闭合电路的欧姆定律

1、第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第1页（共页（共31页）页）闭合电路的欧姆定律 (第1课时)重庆市石柱中学校 姚国均第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第2页（共页（共31页）页）bdacabABCDRE , r第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第3页（共页（共31页）页）电路中电势降落关系电路中电势降落关系U内内U外外E结论：结论：E = U外外+ U内内ErRS+ 电流电流+电动势电动势第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第4页（共页（共31页）页）一、闭合回路中的能量转化关系一、

2、闭合回路中的能量转化关系1 1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R R，在时间，在时间t t内外内外电路中有多少电能转化为内能？电路中有多少电能转化为内能？rERK内电路内电路外电路外电路Q外外=I2Rt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？是多少？Q内内=I2rt3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内内非静电力做多少功非静电力做多少功W=Uq=EqEIt4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？第二章第二章 恒定电

3、流恒定电流2021-11-17整理ppt第第5页（共页（共31页）页） 根据能量守恒定律，非静电力做的根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。他形式的能的总和。W=Q外外+Q内内即：即：EIt=I2Rt+I2rtEI=I2R+I2rE=IR+Ir第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第6页（共页（共31页）页）、表述：闭合电路中的电流跟电源、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比阻之和成反比、rREIIrIRE 即rREI二、闭合电路

4、欧姆定律二、闭合电路欧姆定律第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第7页（共页（共31页）页）rREIIrIRE 说明：说明：IRU外 2 2、 是外电路上总的电势降落，是外电路上总的电势降落，习惯上叫习惯上叫路端电压路端电压. .IrU内 3 3、 是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，习惯上叫习惯上叫内电压内电压. . E=U +UEIR Ir内外4、 1 1、只适用于纯电阻电路、只适用于纯电阻电路第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第8页（共页（共31页）页）外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、电路：、电路：R R

5、增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小路端电压路端电压: :IrEU三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第9页（共页（共31页）页）、两个特例、两个特例（2 2）外电路）外电路短路短路时时/0RIE rU0端，0RIE 端，U（1 1）外电路）外电路断路断路时时第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第10页（共页（共31页）页）【例【例1 1】如图，】如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开当开关处于位置关处

6、于位置1 1时时, ,理想电流表读理想电流表读I I1 1=0.2A=0.2A；当开关处于位置当开关处于位置2 2时时, ,电流表读电流表读I I2 2=0.3A=0.3A, ,求电源的电动势求电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1AR1R22ErE = 3V E = 3V r = 1r = 1第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第11页（共页（共31页）页）【例【例2 2】如图，】如图，R R0.80.8当开关当开关S S断开时断开时电压表的读数为电压表的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时闭合时电压表的读数为电压表的读数为1.2V1.2V则该电

7、源的电动则该电源的电动势和内电阻分别为多少势和内电阻分别为多少? ?第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第12页（共页（共31页）页）四、电源的外特性曲线四、电源的外特性曲线路端电压路端电压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： IrEU第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第13页（共页（共31页）页）（2 2）图象的物理意义）图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势在纵轴上的截距表示电源的电动势E E rEI/短在横轴上的截距表示电源的短路电流在横轴上的截距表示电源的短路电流图象斜率

8、的绝对值表示图象斜率的绝对值表示电源的内阻电源的内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第14页（共页（共31页）页）【例3】第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第15页（共页（共31页）页）【例4】第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第16页（共页（共31页）页）闭合电路的欧姆定律 (第2课时)重庆市石柱中学校 姚国均第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第17页（共页（共31页）页）六、电池组的串并联六、电池组的串并联1 1、串联：、串

9、联：2 2、并联、并联： rnrnE 串串1 rrnE并并第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第18页（共页（共31页）页）七、电源的功率和效率七、电源的功率和效率 1 1、功率、功率电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）P PE E=EI=EI干干 电源的输出功率电源的输出功率 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率2 2、电源的效率、电源的效率 3 3、电源的输出功率、电源的输出功率 当内外电阻相等（当内外电阻相等（R R外外=r=r）时，电源）时，电源的输出功率最大，为的输出功率最大，为222222()()(44REREPR rR rRRrErrR外

10、2max4EPro RP外外PmrEPURPERr外（只适用于纯电阻电路）（只适用于纯电阻电路）电源输出功率随外电阻变化的图线电源输出功率随外电阻变化的图线22UPU IIrr内内内干干22U=UI=IR=RP外干干外外外外第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第19页（共页（共31页）页） 【例例5 5】 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

11、。上消耗的最大功率。 E rR2 R12.25W 2.25W 2W 2W 1.5W1.5W第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第20页（共页（共31页）页） 八、电路的动态分析问题八、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。一部分的电流、电压都发生变化。 讨论依据是：闭合电路讨论依据是：闭合电路欧姆定律欧姆定律、部分、部分电路电路欧姆定律欧姆定律、串联电路的、串联电路的电压关系电压关系、并联电路的并联电路的电流关系电流关

12、系。 思路思路第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第21页（共页（共31页）页）【例【例6 6】 如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内，内电阻为电阻为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端从右端滑到左端时，发现电压表滑到左端时，发现电压表V V1 1、V V2 2示数变示数变化的绝对值分别为化的绝对值分别为UU1 1和和UU2 2，下列说，下列说法中正确的是法中正确的是( )( )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

13、C.C.UU1 1UU2 2V2V1L1L2L3P BD BD E r第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第22页（共页（共31页）页）练习练习1 1、在如图电路中，闭合电键在如图电路中，闭合电键S S，当滑动变阻，当滑动变阻器的滑动触头器的滑动触头P P 向下滑动时，四个理想电表的向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用示数都发生变化，电表的示数分别用I I、U U1 1、U U2 2和和U U3 3表示，电表示数变化量的大小分别用表示，电表示数变化量的大小分别用II、UU1 1、UU2 2和和UU3 3表示下列比值正确的是表示下列比值正确的是 （

14、 ） A A、U U1 1/I /I不变，不变，UU1 1/I/I不变不变 B B、U U2 2/I /I变大，变大，UU2 2/I/I变大变大 C C、U U2 2/I /I变大，变大，UU2 2/I/I不变不变 D D、U U3 3/I /I变大，变大，UU3 3/I/I不变不变 ACD 第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第23页（共页（共31页）页） 练习练习2 2、如图、如图10-3-510-3-5所示电路所示电路, ,当滑动变阻器当滑动变阻器的滑片的滑片P P向上移动时向上移动时, ,判断电路中的电压表、判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化电流表的示数

15、如何变化? ?V V1 1示数增大示数增大V V2 2示数增大示数增大A A示数减小示数减小第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第24页（共页（共31页）页）闭合电路的欧姆定律 (第3课时)重庆市石柱中学校 姚国均第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第25页（共页（共31页）页）九、含有电容器的直流电路九、含有电容器的直流电路第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第26页（共页（共31页）页）第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第27页（共页（共31页）页）例例7 7、已知如图，电源内阻不计。

16、为使、已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（那些方法：（ ） A. A.增大增大R R1 1 B. B.增大增大R R2 2 C. C.增大增大R R3 3 D. D.减小减小R R1 1R1 R3R2ECA B BC C CR1R2R3CDCDEC第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第28页（共页（共31页）页）练习练习3 3、如图所示的电路中，已知电容、如图所示的电路中，已知电容C C1 1=C=C2 2，电阻，电阻R R1 1R R2 2，电源内阻可忽略不，电源内阻可忽略不计，当开关计，当开关S S接

17、通时，以下说法中正确的接通时，以下说法中正确的有（有（ ）A A、C C1 1的电量增多，的电量增多，C C2 2的电量减少的电量减少 B B、C1C1的电量减少，的电量减少，C2C2的电量增多的电量增多C C、C1C1、C2C2的电量都增多的电量都增多D D、C1C1、C2C2的电量都减少的电量都减少D D第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第29页（共页（共31页）页）练习练习4 4、如图所示，电源电动势、如图所示，电源电动势=12=12伏，伏，内阻内阻r=1r=1欧，电阻欧，电阻R R1 1=3=3欧，欧，R R2 2=2=2欧，欧，R R3 3= 5= 5 欧 ， 电 容 器 的 电 容 量欧 ， 电 容 器 的 电 容 量C C1 1=4F,C=4F,C2 2=1F,=1F,求求C C1 1、C C2 2所带电量。所带电量。 QQ1 1=1.6=1.61010-5-5C C Q Q2 2=10=10-5-5C C第二章第二章 恒定电流恒定电流2021-11-17整理ppt第第30页（共页（共31页）页）十、电路故障分析十、电路故障分析一、电路故障的原因一、电路故障的原因1 1 、断路断路的特点的特点 电流为零，断点的同侧无电势差，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若只有一个断点，