探究闭合电路欧姆定律.ppt

4.1电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律,预习检查：1、什么是部分电路，什么是闭合电路？2、闭合电路的组成？3、在电源外部和内部正电荷的运动方向怎样？,E,r,S,R,A,B,闭合电路,外电路,内电路,一、提出问题,部分电路欧姆定律:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比,一、提出问题,部分电路的I与那些因素有关系？,闭合电路,内电路,一、提出问题,闭合电路中的电流I与那些因素有关呢？,闭合电路（全电路）：含电源一、闭合电路的组成内电路：电源内部的电路(rU内）外电路：电源外部的电路(RU外）,部分电路:不含电源,一.电动势和内电阻,3）方向：为了便于计算规定E的方向由负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向。,2）意义：表征电源将其它形式能转化为电能本领的物理量。,1）定义：非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功与被移送电量的比。,1.电动势：,正极,负极,电源,+,+,E,电源的作用：非静电力将其他形式能转化为电能,4）电源电动势的几点说明：,b、大小：从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。,(E=W非/q),a、电源电动势是描述电源本身性质的物理量，与是否与外电路相连无关。,从测量的角度来说，电动势等于电源断开时电源两端的电压,c、电动势的“方向”是表示电源极性的，不表示电动势是矢量,内电压:电流通过电源时，也有电压降落U内=Ir,2.内电阻：电源的电阻,电源之外的部分外电路。,电源内部的电路叫内电路。,1、实验目的：用可调内阻电池验证闭合电路中内电压和外电压之和等于电源电动势，即验证闭合电路欧姆定律。,二、研究闭合电路的欧姆定律的实验,2、实验原理：,3、实验器材：,可调内阻的电池一套、电压表2只、电阻箱1只、开关1只、导线若干。,4、实验步骤,1）如图所示连接好线路。,2）开关S断开时，记录电压表V1的读数，此时V1的电压值即可视为电池的电动势E。,3）调节电池内阻一适当的值。,4）调节电阻箱R的阻值,接通电路,将V1、V2表的读数记入表内,5）改变电池的内阻，重复步骤4,6）分析、处理数据。,从能量的转化,认识电源：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。,内电路,外电路,能量守恒：W非=qU内+qU外W非=qE,化学反应（非静力做功）,产生电能,消耗的电能,电流做功（电场力做功）,E=U内+U外,一、闭合电路的欧姆定律,1、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律,2、表达式：,纯电阻,E=U外+U内,一切,或：,外电路两端的电压叫路端电压,、由分析U与R的关系,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,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,3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）,2）电源的U-I图象，图像纵截距表示电源的电动势E，,下图中b图线表示定值电阻的U-I图像；两图像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输出功率.,图像斜率的绝对值表示内电阻，即：,U=0是的I截距表示短路电流，,四、闭合电路欧姆定律应用题型类型,1、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）,ABD,例题与训练,2、关于电动势，下列说法中正确的是A在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向B在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同C电动势的方向是电源内部电势升高的方向D电动势是矢量,ABC,A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强,3、在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V,内0.12，外电路的电阻为1.38，求电路中的电流和路端电压。,由闭合电路欧姆定律,路端电压为,U=IR=1.38V,解:,4、电源的电动势为2V，外电阻为9时，路端电压为1.8V，求电源的内电阻？,解:,电路中电流为,内阻为,5、把两节“电动势是1.5V,内阻是1”的干电池串联,给标有“2.4V,0.3A”的灯泡供电时,通过灯泡的电流是A,灯泡两端的电压是V,灯泡消耗的功率是W,通过灯泡的电流,灯泡两端电压,灯泡消耗的电功率,0.3,0.72,2.4,6.一太阳能电池板,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的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V,解:E=800mV=0.8V,由,得r=20,所以:,D,解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组,7、如图所示，R1=8.0W，R2=5.0W，当单刀双掷开关S扳到位置1时，则得的电流I1=0.20A；当S扳到位置2时，测得电流I2=0.30A。求电源电动势E和内电阻Ri。,可得电源的内电阻为,电源的电动势为,解：根据全电路欧姆定律，列方程得,8.如图所示，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表和电压表的读数分别是I1=0.20A，U1=1.98V；改变滑片的位置后，两表的读数分别为I2=0.40A，U2=1.96V。求电源的电动势和内电阻。,解之得,7、如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12C.电流为0.2A时的外电阻是28.4D.电源的短路电流为0.5A,ABD,8如图6所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电阻R分别是（）A4W；1B4W；2C2W；1D2W；2,解：由B的图线可以求出B的电阻为R=1,由A与纵轴交点，可以看出电源电动势为E=3V,与横轴交点，表示短路电流I=E/r=6,即r=0.5,电源的输出功率为,P=UI=22=4W,A,9、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A.电灯L更亮,安培表的示数减小B.电灯L更亮,安培表的示数增大C.电灯L变暗,安培表的示数减小D.电灯L变暗,安培表的示数增大,A,10、如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,R1和R2是两个定值电阻,当可变电阻R的滑片向a点移动时,通过R1的电流和I1和通过R2的电流I2将发出的变化是(),A.I1变大,I2变小B.I1变大,I2变大C.I1变小,I2变大D.I1变小,I2变小,C,11.如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向b移动时：(),A、伏特表V的读数增大，安培表A的读数减少B、伏特表V的读数增大，安培表A的读数增大C、伏特表V的读数减少，安培表A的读数减少D、伏特表V的读数减少，安培表A的读数增大,A,12、4盏“220V，100W”的灯泡，并联后接在电动势为220V、内阻为2W的电源上。（1）只打开1盏灯时，此灯两端的电压是多少？（2）同时打开4盏灯时，此灯两端的电压又是多少？,解:（1）根据灯泡上的额定电压和额定功率，计算出灯泡的电阻为,只打开1盏灯时，外电阻R1=484W，电路中的电流为,电灯两端的电压为,（2）同时打开4盏灯时，外电阻为,电灯两端电压为,讨论：由此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。,