闭合电路的欧姆定律ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,如图所示，左边是两节新电池串联，右边是四节旧电池串联：,问题：,当,开关分别打到1、2，请你们猜想将看到什么现象?,1,2,K,思考与讨论,实验结果：,当开关打到1时，灯泡更亮些,为什么同样的灯泡接在电动势较小的电路中反而更亮呢?,如图所示，左边是两节新电池串联，右边是四节旧电池串联,1,2.7 闭合电路的欧姆定律,2.7 闭合电路的欧姆定律,2,闭合电路,内电路,I,-,I,外电路,用导线将电源、用电器连在一起就构成了闭合电路。闭合电路由外电路和内电路组成。外电路电流从电源正极流向负极，内电路电流从电源的负极流向正极。,闭合电路内电路I-I外电路 用导线将,3,闭合电路,闭合电路,4,1、外电路：由用电器、导线组成的电源外部的电路，外电路上的电压和电阻称为外电压(也称,路端电压,)和外电阻；,2、内电路：电源内部的电路就是内电路，内电路上的电压和电阻称为内电压和内电阻。,外电压和内电压,1、外电路：由用电器、导线组成的电源外部的电路，外电路上的电,5,U,内,分析表明：,E=U,外,+U,内,U,外,从能量转化角度理论分析,2、外电路中，正电荷由,正极移向负极,，,电势降低,，另一部分能量转化成用电器的有用能量，如灯泡发光所需的电能。,1、内电路中，非静电力把正电荷由,负极移到正极,时，,电势升高,，使一部分能量转化成内能而损耗。,E,U内分析表明：E=U外+U内U外从能量转化角度理论分析,6,原电池实验,V,V,E,P,A,B,+,-,H,+,I,内电压,外电压,V,V,原电池实验VVEPAB+-H+I内电压外电压VV,7,电动势与外电压和内电压,1、电解池的实验可证实：,E=U,外,+U,内,2、外电路断路时：,E=U,外,3、外电路闭合时：,E U,外,4、外电路短路时：,E=U,内,在数值上，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压（电动势等于电源的开路电压）。,电动势与外电压和内电压1、电解池的实验可证实：E=U外+,8,在闭合电路中，电动势与电流及内外电阻之间又有什么关系呢？,思考与讨论,方法一：设计实验进行探究,方法二：利用能量转化守恒理论推导,I,Et=,I,2,Rt+,I,2,rt,在闭合电路中，电动势与电流及内外电阻之间又有什么关系,9,1、内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比。,2、表达式：,闭合电路欧姆定律,3、适用条件：,外电路为纯电阻电路,4、其他表达式：,E=U,外,+U,内,E=U,外,+r,适用任意闭合电路,1、内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外,10,如图所示，左边是两节新电池串联，右边是四节旧电池串联:,问题：,为什么当开关打到1时灯泡更亮些?,1,2,K,应用闭合欧姆定律,分析：旧电池的内阻较大，尽管电动势大，但由闭合电路欧姆定律可知电路中形成的电流反而较小，故当开关打到1时，灯泡更亮些。,如图所示，左边是两节新电池串联，右边是四节旧电池串联,11,闭合电路中路端电压U与负载R又有什么关系呢？,1、当外电阻增大时：,2、当外电阻减小时：,R,I,I=E/(R+r),U,内,=Ir,U,内,U,外,U,外,=E-U,内,R,I,I=E/(R+r),U,内,=Ir,U,内,U,外,U,外,=E-U,内,思考与讨论,闭合电路中路端电压U与负载R又有什么关系呢？1、当外电阻,12,1、当R时，,I,、U,内,、,U,外,如何？,2、当R0时，,I,、U,内,、U,外,又如何？,结论：电路的二种特殊情况,1、当外电路,断开,时，,I,变为零，,I,r也变为零，则,U,外,=E,，即断路时的路端电压等于电源电动势；,2、当电源两端,短路,时，外电阻R=0，可得,I,短,=E/r，,短路电流很大，易烧毁电源,引起火灾,。,思考与讨论,1、当R时，I、U内、U外 如何？2、当R0时，I、,13,U,外,-,I,关系图象：,由：U,外,=E-,I,r知，,U,外,是,I,的一次函数,闭合电路中路端电压与电流之间的图象又有什么特点呢？,思考与讨论,U外-I关系图象：闭合电路中路端电压与电流之间的图象,14,U,外,-,I,图象,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，图线的斜率越大：,I,短,=E/r,r=E/,I,短,=U/,I,U外-I图象1、在纵轴上的截距表示电源的电动势E 2、在,15,闭合电路中的功率,由,E=U,外,+U,内,可得,IE=IU,外,+IU,内,1、电源的功率：其他能转化为电能的功率，也称输入功率或电源总功率,P,入,=IE,2、电源内阻上消耗的功率：电源内阻的热功率或电源的损耗功率,P,损,=I,2,r,内,3、电源的输出功率：外电路中消耗的功率,P,出,=IU,外,4、三者的关系：,P,入,=P,出,+P,损,IEt=IU,外,t+IU,内,t,5、体现能量转化守恒：,6、电源的效率：,=P,出,/P,入,=U,外,/E,闭合电路中的功率由E=U外+U内可得IE=IU外+I,16,电源的输出功率与外电阻的关系,推导分析：,1、结论：对于给定的电源，E和r为定值，则可知，当R,外,=r时，电源的输出功率有最大值为,P,m,=E,2,/4r,。,2、图象：,R,外,r时，随R,外,增大P,出,减小。,电源的输出功率与外电阻的关系推导分析：1、结论：对于给定的,17,电源的效率与外电阻的关系,推导分析：,结论：对于给定的电源，E和r为定值，则可知，随R,外,的增大，电源的效率不断增大。当R,外,=r时，电源的输出功率达最大值，但电源的效率仅为百分之五十。,电源的效率与外电阻的关系推导分析：结论：对于给定的电源，,18,你能设计实验测出一未知电源的电动势和内电阻吗？若实验中安培表和伏特表两者只具备一个，你能测出电源的电动势和内电阻吗？,思考与讨论,你能设计实验测出一未知电源的电动势和内电阻吗？若实验中,19,1、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为20欧的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是,（）,A0.10V B0.20V,C0.30V D0.40V,课堂练习,D,2、图中电阻R,1,、R,2,、R,3,的阻值相等，电池的内阻不计开关K,2,接通后流过R,2,的电流是K,2,接通前的：（）,A1/2B2/3,C4/3D1/4,B,1、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路,20,3、在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R,1,=10，R,2,=8，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数可能是（）,A、0.27A B、0.24A,C、0.21A D、0.18A,BC,课堂练习,3、在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1=10，,21,4、在如图所示的电路中，在滑动变阻器R,2,的滑动头向下移动的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如何？,课堂练习,两电压表变大，两电流表变小,4、在如图所示的电路中，在滑动变阻器R2的滑动头向下移动,22,5、如图所示，R,1,=6，R,2,=12，R,3,=4，R,4,=24/7，E=1.5V，r=0.6，求干路中的电流。,课堂练习,0.5A,5、如图所示，R1=6，R2=12，R3=4，R4=2,23,6、在如图所示的电路中，R,1,=14.0，R,2,=9.0，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I,1,=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I,2,=0.30A，求电源的电动势和内电阻。,拓变:,求开关分别接1,、,2时的路端电压。,解后感悟,：测电动势和内电阻一种方法;养成整体和部分看问题意识,课堂练习,E=3.0V,r=1,6、在如图所示的电路中，R1=14.0，R2=9.0,24,7、已知如图，E=6V，r=4，R,1,=2，R,2,的变化范围是0-10。求：电源的最大输出功率；R,1,上消耗的最大功率；R,2,上消耗的最大功率。,参考答案,：R,2,=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为,2.25W,；R,1,是定值电阻，电流越大功率越大，所以R,2,=0时R,1,上消耗的功率最大为,2W,；把R,1,也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R,2,=6时，R,2,上消耗的功率最大为,1.5W,。,课堂练习,7、已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化,25,8、如图所示，电源E=12V，r=0.5，将一盏“8V，16W”的小灯泡与一线圈内阻为r,0,=0.5的直流电动机并联后，接入电路，此时灯泡刚好正常发光，则通电100分钟后，电源提供的能量为多少？电源对灯和电动机所做的功各为多少？灯丝和电动机线圈产生的焦耳热各为多少？电动机的效率和电源的效率又各为多少？,课堂练习,E,1,=5.7610,5,J,W,1,=9.610,4,J,W,2,=2.8810,5,J,Q,1,=9.610,4,J,Q,2,=1.0810,5,J,1,=62.5%,2,=66.7%,8、如图所示，电源E=12V，r=0.5，将一盏“8V，1,26,9、如图所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流,I,的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流,I,的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（）,A4 W、33.3 B2 W、33.3,C4 W、67,D2 W、67,课堂练习,C,9、如图所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端,27,