第二讲部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用课件

第二讲部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用第二讲部分电路欧姆定律1一、部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比．欧姆定律适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电.（2）公式一、部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟2（3）电阻的伏安特性曲线0IU（4）比较伏安特性曲线所示的两电阻的大小0IUR2R10IR4R3U注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。一些非线性元件(如二极管)的伏安特性曲线也不是过原点的直线。（3）电阻的伏安特性曲线0IU（4）比较伏安特性曲线所示的两3串联电路的特征：二、串、并联电路的基本特征1.①I=I1=I2=I3=…②U=U1+U2+U3+…③R=R1+R2+R3+…④⑤串联电路的特征：二、串、并联电路的基本特征1.①I=I1=4并联电路的特征：2.①I=I1+I2+I3+…②U=U1=U2=U3=…③④I1R1=I2R2=I3R3=…=IR=U⑤P1R1=P2R2=P3R3=…=PR=U2并联电路的特征：2.①I=I1+I2+I3+…②U=5三、闭合电路的欧姆定律的内容ErRI⑴内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比．⑵闭合电路欧姆定律的表达形式：②

E=U外+U内

①

（I、R间关系）③U=E-Ir（U、I间关系）三、闭合电路的欧姆定律的内容ErRI⑴内容：闭合电路中的6（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出:(E、r是常量，R、I、U是变量)a.当外电阻R减小时，可知I增大，内电压U′＝Ir增大,路端电压U减小．b.当外电路短路时，R趋近于零，I趋近于E/r，路端电压U趋近于零．电源的内阻一般都很小，所以短路时电流很大为Im=E/r.c.当外电阻R增大时，则I减小，内电压U′＝Ir减小，路端电压U增大．当外电路断开时，R变为无限大，

I变为零，Ir也变为零，U=E．这就是说，开路时的路端电压等于电源的电动势.

而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（还有微弱电流通过电源）。

（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出:(E、r是常量，7四、闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uOIIm

iEUM（I，U）βαb

aN当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。四、闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图8五、电源的功率和效率⑴电功率：②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r①电源的总功率PE=EI五、电源的功率和效率⑴电功率：②电源的输出功率P出=UI③9六、关于电源的输出功率的讨论ErR（1）条件：R=r（2）1、如图，已知E、r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。ORP出Pmr六、关于电源的输出功率的讨论ErR（1）条件：R=r1、102、如图，已知E、r，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。ErR（1）条件：滑动变阻器电阻R为最大值时（2）2、如图，已知E、r，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻113、如图，已知E、r、R0，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：R+R0=r（2）3、如图，已知E、r、R0，求电源的有最大输出功率的条件及P124、如图，已知E、r、R0，若R0大于r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：滑动变阻器的电阻R=0（2）4、如图，已知E、r、R0，若R0大于r，求电源的有最大输出135、如图，已知E、r、R0，求滑动变阻器R消耗的最大功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：R=r+R0（2）

5、如图，已知E、r、R0，求滑动变阻器R消耗的最大功率的条146、如图，已知E、r、R0，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻r和定值电阻R0之和，求滑动变阻器消耗的最大功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：滑动变阻器的电阻R为最大值Rm（2）6、如图，已知E、r、R0，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源151．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是()A．甲电源的电动势比乙大B．乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C．甲和丙电源的内阻相等D．甲电源内阻最大，丙电源内阻最小0IU甲丙乙图5BC1．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图162．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则 （）A．电解槽消耗的电功率为120W B．电解槽发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60W D．电路消耗总功率为60WC2．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W173.如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且r>R2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是（）(A)要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2。(B)要使P1最大，必须使R1=R2+r。

(C)要使P2最大，必须使R2=R1+r。(D)（P1+P2）的最大值，由ε和r决定。ε

rR1R2ABD3.如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电184.（13分）如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R2＝12Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0W．求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流．MVR1ErS

R24.（13分）如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r19解答：（1）路端电压等于R2两端的电压，（2）电源的电动势E=U2＋Ir，由此得干路电流通过R2的电流通过电动机的电流I1=I－I2=(1.5-0.5)A=1.0A解答：（1）路端电压等于R2两端的电压，（2）电源的电动势205．（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻。r′=0.5Ω当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求：（1）电源的电动势；（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。解：（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1电炉中电流电源电动势E=I(R+r)=120VAS1S2B5．（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电21（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2电炉中电流电源路端电压为U=IR

R=5×19=95V通过电源的电流为通过电解槽的电流为IA=I-IR=20A（3）电解槽消耗的电功率

PA

=IA

U=20×95=1900W电解槽内热损耗功率P热

=IA2

r′

=202×0.5=200W电解槽转化成化学能的功率P化

=PA

-P热

=1700W（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2电炉中电流电源路端电226．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω；电容器的电容C=10μF.电容器原来不带电.求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量。

R2R3R4R1ErKC解：由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为由欧姆定律得,通过电源的电流I=E/R=1/3A

电源的端电压U=E-Ir=8/3

V电阻R3两端的电压通过R4的总电量就是电容器的电量Q=CU′=2.0×10-5C6．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1237.小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是()A.直线a表示电源的总功率B.曲线b表示电源的输出功率C.电源的电动势E=3V.内电阻r=1ΩD.电源的最大输出功率Pmax=9W321P/W369I/A0acbAC解见下页7.小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内24321P/W369I/A0acb解：电源的总功率PE=IE∝I所以直线a表示电源的总功率电源内部的发热功率Pr=I2r∝I2所以曲线b表示电源内部的发热功率输出功率由直线a，E=P/I=9/3=3V

由曲线b,r=Pr/I2=9/32=1

Ω

321P/W369I/A0acb解：电源的总功率PE=IE25第二讲部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用第二讲部分电路欧姆定律26一、部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比．欧姆定律适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电.（2）公式一、部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟27（3）电阻的伏安特性曲线0IU（4）比较伏安特性曲线所示的两电阻的大小0IUR2R10IR4R3U注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。一些非线性元件(如二极管)的伏安特性曲线也不是过原点的直线。（3）电阻的伏安特性曲线0IU（4）比较伏安特性曲线所示的两28串联电路的特征：二、串、并联电路的基本特征1.①I=I1=I2=I3=…②U=U1+U2+U3+…③R=R1+R2+R3+…④⑤串联电路的特征：二、串、并联电路的基本特征1.①I=I1=29并联电路的特征：2.①I=I1+I2+I3+…②U=U1=U2=U3=…③④I1R1=I2R2=I3R3=…=IR=U⑤P1R1=P2R2=P3R3=…=PR=U2并联电路的特征：2.①I=I1+I2+I3+…②U=30三、闭合电路的欧姆定律的内容ErRI⑴内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比．⑵闭合电路欧姆定律的表达形式：②

E=U外+U内

①

（I、R间关系）③U=E-Ir（U、I间关系）三、闭合电路的欧姆定律的内容ErRI⑴内容：闭合电路中的31（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出:(E、r是常量，R、I、U是变量)a.当外电阻R减小时，可知I增大，内电压U′＝Ir增大,路端电压U减小．b.当外电路短路时，R趋近于零，I趋近于E/r，路端电压U趋近于零．电源的内阻一般都很小，所以短路时电流很大为Im=E/r.c.当外电阻R增大时，则I减小，内电压U′＝Ir减小，路端电压U增大．当外电路断开时，R变为无限大，

I变为零，Ir也变为零，U=E．这就是说，开路时的路端电压等于电源的电动势.

而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（还有微弱电流通过电源）。

（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出:(E、r是常量，32四、闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uOIIm

iEUM（I，U）βαb

aN当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。四、闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图33五、电源的功率和效率⑴电功率：②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r①电源的总功率PE=EI五、电源的功率和效率⑴电功率：②电源的输出功率P出=UI③34六、关于电源的输出功率的讨论ErR（1）条件：R=r（2）1、如图，已知E、r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。ORP出Pmr六、关于电源的输出功率的讨论ErR（1）条件：R=r1、352、如图，已知E、r，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。ErR（1）条件：滑动变阻器电阻R为最大值时（2）2、如图，已知E、r，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻363、如图，已知E、r、R0，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：R+R0=r（2）3、如图，已知E、r、R0，求电源的有最大输出功率的条件及P374、如图，已知E、r、R0，若R0大于r，求电源的有最大输出功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：滑动变阻器的电阻R=0（2）4、如图，已知E、r、R0，若R0大于r，求电源的有最大输出385、如图，已知E、r、R0，求滑动变阻器R消耗的最大功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：R=r+R0（2）

5、如图，已知E、r、R0，求滑动变阻器R消耗的最大功率的条396、如图，已知E、r、R0，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源的内阻r和定值电阻R0之和，求滑动变阻器消耗的最大功率的条件及Pm。RErR0（1）条件：滑动变阻器的电阻R为最大值Rm（2）6、如图，已知E、r、R0，若滑动变阻器的最大电阻R小于电源401．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是()A．甲电源的电动势比乙大B．乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C．甲和丙电源的内阻相等D．甲电源内阻最大，丙电源内阻最小0IU甲丙乙图5BC1．如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的U—I图线，甲和丙两图412．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则 （）A．电解槽消耗的电功率为120W B．电解槽发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60W D．电路消耗总功率为60WC2．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W423.如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且r>R2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是（）(A)要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2。(B)要使P1最大，必须使R1=R2+r。

(C)要使P2最大，必须使R2=R1+r。(D)（P1+P2）的最大值，由ε和r决定。ε

rR1R2ABD3.如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电434.（13分）如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R2＝12Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0W．求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流．MVR1ErS

R24.（13分）如图15所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r44解答：（1）路端电压等于R2两端的电压，（2）电源的电动势E=U2＋Ir，由此得干路电流通过R2的电流通过电动机的电流I1=I－I2=(1.5-0.5)A=1.0A解答：（1）路端电压等于R2两端的电压，（2）电源的电动势455．（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻。r′=0.5Ω当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求：（1）电源的电动势；（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。解：（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1电炉中电流电源电动势E=I(R+r)=120VAS1S2B5．（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电46（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2电炉中电流电源路端电压为U=IR

R=5×19=95V通过电源的电流为通过电解槽的电流为IA=I-IR=20A（3）电解槽消耗的电功率

PA

=IA

U=20×95=1900W