物理：2.7《闭合电路欧姆定律》课件（教科版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 闭合电路欧姆定律 电源 电源是一种把其它形式能转化为电能的装置电源在电路中的作用 将其它形式的能转变为电能 保持导体两端有持续的电压 内电路 外电路 内电阻 外电阻 外电路 电源外部的电路 包括用电器 导线等 外电阻 外电路的总电阻 内电阻 内电路的电阻 通常称为电源的内阻 内电路 电源内部的电路 闭合电路欧姆定律 1 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 2 公式 3 适用条件 外电路是纯电阻的电路 例题 如图所示电路 电源电动势为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 解 由题意知 电动势E 1 5V 外电阻R 1 38 内阻r 0 12 由闭合电路欧姆定律得 路端电压为U IR 1 1 38V 1 38V 路端电压U随外电阻R变化的讨论 当R外增大时 U外也随之增大 当外电路断开时 R外 U外 E 当外电路短路时 R外 0 U外 0 I短 很大 一般情况下不允许外电路短路 讨论 在电源末接入电路的情况下 用电压表直接测量电池两极所得到的数值 近似等于电源电动势的大小 路端电压随电流变化的U I图像 图线与纵坐标交点表示电路断开情况 交点的纵坐标为电源电动势E 图线与横坐标交点表示外电路短路情况 交点横坐标为短路电流I短 E r 图线斜率值 tan 表示电源的内电阻r U I 注意 若纵轴的原点不在两轴交点时 此结论不成立 U E Ir知 U是I的一次函数 电源的三个功率以及关系 电源的输出功率随外电阻变化的讨论 电源的总功率P总 IE 内耗功率 P内 I2r 输出功率 P出 P P内 IE I2r IU外 I2R外 当外电阻为纯电阻电路时 由图可知 同一功率对应着两个电阻值 两个电阻值之间有何关系呢 例题 已知如图 E 6V r 4 R1 2 R2的变化范围是0 10 求 电源的最大输出功率 R1上消耗的最大功率 R2上消耗的最大功率 2 25W 2W 1 5W 例 在所示的电路中 R1 14 0 R2 9 0 当开关S扳到位置1时 电流表的示数为I1 0 20A 当开关S扳到位置2时 电流表的示数为I2 0 30A 求电流的电动势和内电阻 如果没有电流表 只有电压表 如何设计实验测量电源的内阻和电动势 一种测量电源电动势和内电阻的方法 例题 如图所示 图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线 图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线 若已知该蓄电池组的内阻为2 0 则这只定值电阻的阻值为 现有4只这种规格的定值电阻 可任意选取其中的若干只进行组合 作为该蓄电池组的外电路 则所组成的这些外电路中 输出功率最大时是 W 解 由图象可知蓄电池的电动势为20V 由斜率关系知外电阻阻值为6 用3只这种电阻并联作为外电阻 外电阻等于2 因此输出功率最大为50W 闭合电路中变量分析 1 保持不变的量只有电源的电动势和内电阻 电流 电压 电功率等都随外电阻的改变而改变 2 I U P公式 电流I E R外 r 内电压U内 Ir Er R外 r 外电压U外 IR外 E Ir 总功率P总 IE 例题 如图所示 电源电动势为E 内电阻为r 当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时 发现电压表V1 V2示数变化的绝对值分别为 U1和 U2 下列说法中正确的是 A 小灯泡L1 L3变暗 L2变亮B 小灯泡L3变暗 L1 L2变亮C U1 U2 解 滑动变阻器的触片P从右端滑到左端 总电阻减小 总电流增大 路端电压减小 与电阻串联的灯泡L1 L2电流增大 变亮 与电阻并联的灯泡L3电压降低 变暗 U1减小 U2增大 而路端电压U U1 U2减小 所以U1的变化量大于U2的变化量 B D 闭合电路的U I图象 1 右图中a为闭合电路的U I图象b为部分电路 外电阻 的U I图象 2 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流 3 a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小 b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小 4 图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率 当两个斜率相等时 即内 外电阻相等 图中矩形面积最大 即输出功率最大 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全