闭合电路的欧姆定律

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,*,7、闭合电路欧姆定律,学习目标：,1.,会用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律，理解其数学表达式的意义。,2.,会推导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.,知道短路和断路时的特征。,复习,:,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,最简单的电路由哪几部分组成？,思考,：,导线组成,由电源、,用电器、,开关、,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,.,r,E,R,K,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,在靠近两极的化学反应层,存在电势“跃升”。,电路中电势降落关系,U,内,U,外,E,结论：,E = U,外,+ U,内,E,r,R,S,b,d,a,c,a,b,a,b,c,d,4,4.,从能量角度讨论整个电路的能量转化：,r,E,R,K,内电路,外电路,E,外,=I,2,Rt,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,=I,2,rt,3,、电流流经电源时，在时间,t,内非静电力做多少功,W=,Eq,EIt,4,、以上各能量之间有什么关系？,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？,电源电动势为,E,，内阻为,r,，外电阻为,R,，电流为,I,结论：,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,即：,EIt,=I,2,Rt+I,2,rt,整理得 ：,E=IR,Ir,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,、,数学公式：,3,、,适用条件：,外电路是,纯电阻,的电路。,二、闭合电路欧姆定律：,说明：,二、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,.,2,、 是内电路上的电势降落，习惯上叫,内电压,.,3,、另一种表述：,普遍适用,外电路两端的电压叫路端电压,、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,(,R,),的关系,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,短路时电流,很大,为,I,m,=,E,/,r,开路时的路端电压等于电源的电动势,.,a,b,a,b,b,d,c,a,5,b,d,c,a,、电源的外特性曲线,路端电压,U,随电流,I,变化的图象,（,1,）图象的函数表达：,（,2,）图象的物理意义,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,U,I,0,E,E/r,U=E-Ir,在纵轴上的截距表示电源的电动势,E,小结：,闭合电路欧姆定律的表达形式有：,E,=,U,外,+,U,内,（,I,、,R,间关系）,U=E-,Ir,（,U,、,I,间关系）,（,U,、,R,间关系）,注意：,适用于外电路为纯电阻电路,适用于一切电路,路端电压,U,与外电阻,R,的图线：,闭合电路中的,I,与外电阻,R,的关系图像,I,R,E,r,【,例,1,】,关于电源的电动势和外电压，下面叙述正确,的是（ ）,A,同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化,B,电源的电动势等于电源内电压和路端电压之和,C,电源的电动势可以用大内阻的电压表粗略测定,D,在闭合电路中，路端电压变化的本质原因是由于,外电阻的改变,BC,例,2:,在图中，,电源内阻不能忽略,，,R,1,14,，,R,2,9,当开关,S,切换到位置,1,时，电流表的示数为,I,1,0.2A,；,当开关,S,扳到位置,2,时，电流表的示数,I,2,可能为：,A 0.25A B 0.30A C 0.18A D 0.35A,解,:,根据闭合电路欧姆定律,可列出方程：,E,I,1,R,1,I,1,r,，,E,I,2,R,2,I,2,r,r=(I,2,R,2, I,1,R,1,) / (I,1,-I,2,),=(9 I,2, 2.8) /(0.2-I,2,)0,0.2AI,2, 0,1.6V U,2,2V,选,B,B,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，,所以由,得：,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(,外电路可以是任何电路,),