闭合电路欧姆定律wo

闭合电路欧姆定律物理选修3-1第二章电动势E的物理意义及定义式？太阳电池干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池创设情境电动势：电源的属性，描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。E=W/q在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。×V1.怎样测量电池的电动势？2.把小灯泡接入电路，电压表读数小于1.5V，为什么不是1.5V呢？是谁“偷走了”电压吗？创设情境V1、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？学生阅读课本P601-3段2分钟自主学习2、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化？为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势如何变化？为什么？电源内阻上有没有电势的变化？外电路内电路内电路SR+—RS+—rE一、认识闭合回路U内U外EErRS++

电流+电动势E=U外+U内?二、探究闭合电路电势关系思考：电动势是如何产生的？电源内部电势是如何升高的？ababcdbdac3.电路中电势降落关系问题归纳正电荷在静电力作用下从电势高的位置向电势低的位置移动，在外电路中，沿电流方向电势降低，反应层中（ad和cb)非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势“跃升”。1.在时间t内,外电路中有多少电能转化为内能？2.内电路有电阻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？3.电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？Q外=I2RtQ内=I2rtW非=Eq=EIt4.根据能量守恒定律能得出什么结论？W非=Q外+Q内如图：外电路电阻为R，闭合电路电流为I三、探究闭合电路能量关系∴E=IR+Ir２、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、对纯电阻电路

四、闭合电路欧姆定律说明：

1、是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.

2、是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.3、四、闭合电路欧姆定律4、适用条件：①②适用于纯电阻电路，③适用于任意电路。①或③E=IR+Ir②例题:如图所示,R1=14Ω、R2=9Ω,当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1=0.2A;当开关S切换到位置2时,电流表的示数为I2=0.3A.求:电源的电动势E和内阻r.AR1R212I1R1－I2R2解：根据闭合电路欧姆定律得：E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r消去E，解出r，得r=I2－I1⑴⑵代入数值得，r=1Ω将r值代入方程⑴中，得E=3V创造应用根据本题你能得到什么启示？abcd二、闭合电路电势关系课堂小结：内电路一、认识闭合电路ab外电路三、闭合电路能量关系E=IR+Ir四、闭合电路欧姆定律U=E-Ir想一想：闭合电键后电压表示数为什么会变小呢？VrIRrU内U外ERIU内U外E.r

一定I=ER+rU内=Ir

E=U外+U内RIU内U外E.r

一定I=

ER+rU内=Ir

E=U外+U内路端电压跟外电阻的关系理论推导结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。路端电压跟外电阻的关系R=0I=E/rU内=EU外=0E.r

一定I=ER+rU内=Ir

E=U外+U内（1）电源两端短路（2）外电路断路R=∞I=0U内=0U外=EE.r

一定I=ER+rU内=Ir

E=U外+U内结论：当外电路短路时，电路中的电流I=E/r，內电压等于电动势；当外电路断路时，路端电压等于电动势。3.两种特例：（二）理论探究路端电压与负载的关系物理来自生活为什么晚上7、8点钟的时候家里面的灯看起来很昏暗，而夜深人静时又变亮了呢？s1s2L1L2L3RIU内U外E.r

一定I=

ER+rU内=Ir

E=U外+U内你现在能解释刚才的现象了吗？2.闭合电路欧姆定律：1.部分电路欧姆定律：一、复习回顾(适用于纯电阻电路)3.闭合电路欧姆定律推导公式：(适用于任何电路)内电路E、rSRVA外电路巩固练习1.在闭合电路中，下列叙述正确的是()A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B.当外电路断开时，路端电压等于零C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于∞D.当外电阻增大时，路端电压也增大AD（2005年北京春季理综18）3．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（）

A．E=2.4V，r=1ΩB．E=3V，r=2Ω C．E=2.4V,r=2Ω

D．E=3V,r=1ΩB即2.4+0.3r=3得r=2Ω解：外电路断开时的路端电压为3V，则E=3V接上8Ω的负载电阻后巩固练习（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．

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．(三)

路端电压U随电流I变化的图象．（1）图象的函数表达：

U/VI/AO123246例1：如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电源的电动势为

V,内阻为

Ω。

30.5

电动势斜率：电动势：解析：内阻：（二）电源的外特性曲线应用例题00.20.40.61.51.00.5图甲00.51.01.51.61.41.21.0图乙某同学用电流表和电压表等仪器测量干电池的电动势和内电阻，实验中分别测量了新旧电池各一节，根据测量结果分别作出新、旧电池的U-I图象如图甲和图乙所示，则图____(填“甲”或“乙”)表示新电池的U-I图像，由图像可求新电池的内阻____，旧电池的内阻______。乙例2：4.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是（）A.电动势E1=E2，短路电流I1>I2B.电动势E1=E2.内阻r1>r2C电动势E1>E2，内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大OUI12AD巩固练习（三）部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律的比较1.表达式U外=E-Ir2.U-I图象EE/r|k|=r短路断路五、闭合电路欧姆定律的应用电源消耗功率（电路消耗总功率）：P总=EI外电路消耗功率（电源输出功率）：P出=UI内电路消耗功率（发热功率）：P内=I2r

电源的效率η=P出/P总=U/E=R/（R+r）1．在闭合电路中的能量转化关系闭合电路中的功率1．在闭合电路中的能量转化关系2、电源输出功率随外电路电阻变化关系P出=UI=E2R/（R+r）2讨论该函数极值可知，R=r时，输出功率有极大值；P出=E2/4rR＜r时，随R增大输出功率增大，R=r输出功率最大，R＞r时，随R增大，输出功率减小。闭合电路中的功率二、闭合电路中的三类功率1、电源的功率P总：电源的总功率，P总=IE

EIU端2、电源的输出功率P输出：图线与两轴所围面积表示输出功率IUIU0交点的意义？3、内阻损耗的功率P内：小结1．闭合电路欧姆定律

2．路端电压跟负载的关系：

（1）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．（2）表达式（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大断路短路（2）路端电压U随电流I变化的图象．

三、路端电压跟电流的关系1、条件：纯电阻电路，E、r一定2、规律：（3）图像表述：（1）公式表述：（2）文字表述：路端电压随着电流的增大而均匀减小。（1）纵截距：3、斜率和截距的物理意义：（2）横截距：（3）斜率条件：纵轴U从零开始取值!OIUE.PU0I0αβ4、重要应用：利用函数的知识来研究物理规律。根据纵截距求E，利用斜率绝对值求内电阻r。纵轴U无需从零开始。，E、r一定；b是纯电阻元件。可以是线性元件，也可以是非线性元件。四、U-I图像的综合应用（I0,U0）βbaOIUE.PU0I0α1、条件：a闭合电路纯电阻电路2、规律：（1）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；（2）交点和原点之间的矩形的面积表示该电阻接入电路时电源的输出功率；当β=α时，图中矩形面积最大，即输出功率最大.3、关键：明确交点表示的闭合电路的工作状态。例5.如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（）A．4W、8W B．2W、4WC．4W、6W D．2W、3WCI/AU/V246BA3210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。U=3V和I=2A两条图线与坐标轴所围的面积表示电源的总功率。六、电源的输出功率与外电阻的关系1、条件：

（1）纯电阻电路，

（2）E、r一定，

（3）

R是外电路的总电阻，

（4）R是变化的（自变量）。2、规律：推导方法（1）配方法；（2）均值不等式（1）公式表述：（2）图像表述：③②当R=r时，电源输出功率最大RP出PmrP0R1R2O当时，电源的输出功率相等。最大输出功率①当R=0即电路短路和R=∞即电路断路两种情况下，电源的输出功率均为零。④当R∈（0，r）是增函数；当R∈（r，∞）是减函数；例2:如图所示的电路,电源的电动势E=9.0V，内电阻r=2.0Ω，定值电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0--10Ω范围内调节。（1）R2取何值时，电源的输出功率最大？（3）R2

取何值时，R1消耗的电功率最大？（2）R2取何值时，R2

消耗的电功率最大？R2R1Er1、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效率才50%。2、模型化归：研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值电阻看作内阻。例：如图所示，电源电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，当滑动变阻器的滑动点P向右移动时，（1）电流表、电压表的示数将如何变化？（2）电灯L的亮度如何变化？VA电路动态分析：路端电压干路电流解：电流表读数变小，电压表读数变大，电灯L变亮解析：S1基本思路是“部分→整体→部分”,部分电路欧姆定律,各部分量的变化情况。如图电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯的亮度变化情况是（）A、a灯变亮，b、c灯变暗B、a、c灯变亮，b灯变暗C、a、c灯变暗，b灯变亮D、a、b灯变暗，c灯变亮BcbaR解：变阻器R的滑片稍向上滑动一些，R的阻值↓，并联电阻↓，总电阻↓，总电流I总↑,a灯变亮;路端电压U=E-I总r↓，并联电路两端电压U并=U-I总Ra减小↓，b灯变暗;Ic=I总-U并/Rb↑，c灯变亮。电路的动态分析顺序：部分-——整体——部分例2、如图所示，电源电动势E=10V，R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽略。ER1R2CS(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流。(2)然后将开关S断开，求这以后流过R1的总电量。二、含有电容器的直流电路ER1R2CS解析：(