《闭合电路的欧姆定律》上课.ppt

1、2.7 闭合电路的欧姆定律,复习回顾:,1、什么是电源？,2、电源电动势的概念?物理意义?,把其它形式的能转换成电能的装置。,（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源 的负极移到正极所做的功。,（2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。,3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？,W = I U t,对于纯电阻电路,教学目标,1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。 2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。 3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源

2、没有接入电路时两极间的电压。 4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。 5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。,重点 1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。 2、路端电压与负载的关系 难点 路端电压与负载的关系,一、闭合电路:,1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。,外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路. 内电路:电源内部是内电路.,闭合电路,部分电路,内电路,外电路,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。 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，所以电流方向为负极流向正极。,2、闭合回路的电流方向,内电路

3、与外电路中的总电流是相同的。,3、电路中的电势变化情况,（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。,（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。,4,讨论 1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？,内电路,外电路,E外=I2Rt,2、内电路也有电阻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？,E内=I2rt,3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功,W=EqEIt,4、以上各能量之间有什么关系？,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他形式的能的总和。,W=E外+E内

4、,即：EIt=I2Rt+I2rt,、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,、对纯电阻电路,二、闭合电路欧姆定律,2、 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.,说明：,闭合电路欧姆定律：,1、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.,3、常用变式,负载：电路中，消耗电能的元件。,、如图电路：,R增大，电流减小，路端电压增大,R减小，电流增大，路端电压减小,路端电压:,三、路端电压跟负载的关系,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,电源的内阻r 很小（蓄电池0.005 0.1 ，干电池小于1），电流过大会烧坏电源，还可能引起火灾。,绝对不允许

5、将电源两端用导线直接连接在一起！,1外电路中，电能转化其它形式的能。同时电源的内电阻将电能转化为内能 2、上述所消耗的电能，均由电源提供。电源将其它形式的能转化为电能。电源的电动势越大，将其它形式的能转化为电能的本领越大。,闭合电路的欧姆定律,闭合电路中的能量转化,E=U外+U内,EI=U外I+U内I,EIt=U外It+U内It,1、在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12，外电路的电阻为1.38， 求电路中的电流和路端电压.,课堂训练,I = 1 A,U = 1.38V,2、 如图，1=14,2=9,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表

6、读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。,课堂训练,E = 3V r = 1,课堂训练,3、如图，R0.8当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少?,E=1.5V，r =1.5,3、电源的外特性曲线路端电压U 随电流变化的图象（教材62页）,（1）图象的函数表达：,（2）图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势E,在横轴上的截距表示电源的短路电流,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,课堂训练,A、B,4、,课堂训练,AC,5、,四、闭合电路中的功率,由于闭合电路中内、外电路的电流相等，,得：

7、,1电源提供的功率（电源功率）：,2电源的输出功率（外电路得到的功率）,3电源内阻上的热功率,说明：外电路可以是任何电路。,4. 供电效率:=P出/P总U外/E,讨论：滑片从a移动到b的过程中，何时电源的输出功率最大？,电源最大输出功率,思考：电源输出功率最大时，是否效率最高？,1、在如图所示的电路中，R118，R210，当a、b两点间接理想电流表时，其读数为0.5A，当a、b两点间接理想电压表时，其读数为3.6V，求该电源的电动势和内电阻。,一、一般计算问题（求电动势、内阻，功率等）,2、如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电阻R110，R212，当电键K接1时，电压表示数为4V，当电键K接2

8、时，电压表示数可能为 A、3.6V B、4.2V C、4.8V D、5.0V,3、如图所示，电源内阻r为0.4欧，R1=R2=R3=4欧当电键闭合时，电流表与电压表的读数分别为1.5A和2V求： （1）电源电动势为多大? （2）电键断开，电压表的读数为多少?,4、如图，电源电动势为12V，内电阻r=1，电阻R1=R4=15，R2=R3=3。求： （1）开关S断开时，A、B、D三点的电势； （2）开关S闭合时，流过开关S的电流。,5、如图，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路时，电源的输出功率 W，电源效率为 。,6、如图所示，电源的电动势是6V，内电

9、阻是0.5，小电动机M的线圈电阻为0.5，限流电阻R03，若理想电压表的示数为3V，试求： 电源的功率和电源的输出功率 电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。,7、如图所示，电路中电池的电动势E=5V，内电阻r=10，固定电阻R=90，R0是可变电阻，在R0从零增加到400的过程中，求： （1）可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率 （2）电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和,二、最大功率问题,8、如图所示的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端a、b分别连接不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数 （1）请通过计算完成下列表格,（ 2）a、b连接电阻R的阻值为多大时，

10、电阻R的电功率最大?最大功率为多少？,三、动态分析：,9、如图5所示，A灯和B灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片P向上滑动时，两灯亮度变化是 A、A灯变亮，B灯变亮 B、A灯变暗，B灯变亮 C、A灯变暗，B灯变暗 D、A灯变亮，B灯变暗,10、如图所示电路，已知电源的电动势E和内电阻r恒定，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器。当滑动头从a移到b，各个电表的示数如何变化？,11、如图所示的电路中，当R1的滑动触头移动时： A.R1上电流的变化量大于R3上电流变化量 B.R1上电流的变化量小于R3上电流变化量 C.R2上电压的变化量大于路端电压变化量 D.R2上电压的变化量小于路端电压变化量

11、,四、故障分析,、如图2-19所示电路中白炽灯A、B不亮，但电路中只有一处断开，今用电压表测得：Uab=0，Uac=6V，Ubd=6V，Ucd=0。则可知（ ）。 AB灯断 B.A灯断 C.R断 D. 电源断,1、给定测量值，分析推断故障,、如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是： （A）R1断路 （B）R2断路 （C）R3短路 （D）R4短路,2、根据观察现象，分析推断故障,3、根据故障，分析推断可能观察到的现象,16、如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路,已知U不变，试分析A、

12、B两灯的亮度如何变化？,17、在如图所示的电路中，电源的电动势E=3V，内阻r=1.0 ；电阻R1=10 ，R2=10 ，R3=30 ，R4=35 ；电容器的电容C=100 F.电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量。,五、含容电路：,18、如图所示的电路中，电源电动势E =6.00V，其内阻可忽略不计电阻的阻值分别为R1=2.4K、R2=4.8K，电容器的电容C=4.7F闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V (1)该电压表的内阻为多大？ (2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？,19、如图所示电路，电源电动势=6V，内阻r=1外电路中电

13、阻R1=2，R2=3，R3=7.5电容器的电容C=4F开始电键S断开从合上电键到电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？,20、如图所示，电源电动势E=12V，内阻不计，各个电阻的阻值分别为 R1=10，R2=5，R3=R4=R5=15。电键S1和S2均断开，电容器电容C=2F，且未带电。 （1）如果只将S1闭合，求通过电阻R5的电荷量。 （2）S1闭合足够长的时间后，再将S2闭合，求S2闭合后通过电阻R5的电荷量。,六、联系实际应用问题：,22、“加速度计”作为测定物体加速度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中，如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.,已知滑块质量为m，弹簧劲度系数为k，电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器总阻值R=4r，有效总长度为L.当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向. （1）写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间