电源的电动势和内阻-闭合电路欧姆定律(精编).ppt

2.3电源电动势和内阻 闭合电路欧姆定律,K,闭合电键K，灯泡亮吗？为什么？,问题：,正极,负极,电源,+,+,1、在导线中，电场方向是怎样的？ 2、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的？,3、在电源内部电场是怎样的？电源内部电荷怎样移动?电源内部的电流方向如何？,4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？,5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？,问题探究：,一、电源电动势,1.电源是一种把其它形式能转化为电能的装置 2.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。,3.电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用电动势（符号：E）来表示，它等于电源未接入电路时两极间的电压。,一、电源电动势,4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。,伏特（V） 1V=1J/C,6、单位：,8、电动势标量,7、特点：电动势由电源本身决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。,5、大小：数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。,问题1：电动势是1.5V的物理意义是什么？,生活中的电池,课本书p56“活动”,1、定义：电源内部也是一段电路，也有电阻，称为电源的内电阻，简称内阻。用符号 r表示。,2、说明：电源内部也有电压，叫内电压。,二、电源的内阻,3.电路和电阻的认识,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.,路端电压：电源外电路的电压，简称端电压。,三、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， 即电能全部转化为热能的电路。,【例1】如图所示，R1 = 8.0 W，R2 = 5.0 W，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时，则得的电流 I1 = 0.20 A；当S 扳到位置 2 时，测得电流 I 2 = 0.30 A。求电源电动势E 和内电阻r 。,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=E/r。 【注意】若纵坐标不从零开始时，此结论不成立！第一个等号始终成立。,U=E-Ir 知: U是I的一次函数,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。,例2：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_。,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。,c,闭合电路中动态分析,(1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、外电压等都随外电阻的改变而改变。,(2) 应用公式及串并联电路特点分析： 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,例3：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、U1U2,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,一般此类问题的特点和步骤如下：,1.电路中某电阻增大（减小），全电路的 总电阻必增大（减小）。 2.由 可知，干路电流必减小（增大），路端电压必增大（减小）。 3.再分析局部定值电阻的电压电流，最后分 析变化电阻的电压电流。,这样从局部-整体-局部逐个分析,或者熟悉结论： 电路中一个电阻增大（减小）时，与 它并联的电阻上电流或电压增大（减小）， 自身以及串联或间接串联的电阻上电流 或电压变小（增大）。,“串反并同”,小 结,、电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量。,2、内阻：电源内部电路的电阻,3、闭合电路欧姆定律,（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）表达式：,4、路端电压跟负载的关系：,（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大,断路,短路,（2）路端电压U 随电流I变化：,