闭合电路欧姆定律(超精品+动画)

7闭合电路欧姆定律复习回顾:2、什么是电源？它的作用是什么？通过非静电力做功把其它形式的能转换成电能的装置。。水流地势高地势低水轮机（负载）水泵ABCM电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电压），从而在电路中形成恒定的电流。电源的工作过程类似于右下图所示的抽水机的工作过程思考：对于闭合电路欧姆定律应具有什么样形式？1、部分电路欧姆定律内容？3、电源电动势的概念?物理意义?（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的本领。++++F非R一、闭合电路:2）内电路：电源内部的电路。（1）内阻r（纯电阻）：内电路的电阻。（2）内电压U内：内电路上的电势降落。1）外电路：电源外部的电路。（1）外电阻R：外电路的电阻。（2）路端电压[外电压]U外：外电路两端的电压。内电路S外电路1、构成：用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。rERK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。ababcd3、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，沿电流方向存在电势“跃升”。ababcdbdac电路中电势降落关系U内U外E结论：E=U外+U内ErRS++电流+电动势２、表述：闭合的纯电阻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．１、对纯电阻电路rREIIrIRE即rREI二、闭合电路欧姆定律rREIIrIRE说明：二、闭合电路欧姆定律：IRU外1、是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.IrU内2、是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.(E=U+UEIRIr外内纯电阻电路）（任何电路）3、思考：当滑动变阻器的滑片由a向b移动时,安培表和伏特表示数如何变化?R↑R总Ｉ总电流表示数减小电压表示数增大总REIＵ外＝Ｅ－Ｉr↑↓IrIRE总RErREIＵ外↑外电路两端的电压叫路端电压．１、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:IrEU三、路端电压跟负载的关系结论：端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。２、两个特例：（2）外电路短路时/00RIErU端，，0RIE端，，U（1）外电路断路时ababbdcabdca表达式：U外=E－Ir3．路端电压与电流关系图象（电源的外特性曲线）当其坐标原点所表示的路端电压和电流皆为０时：①纵坐标截距等于电源电动势Ｅ②横坐标截距等于Ｉ短＝E/rEI短IUr③斜率绝对值等于电源内阻内阻越大，图线倾斜得越厉害．12小结1．闭合电路欧姆定律rREI2．路端电压跟负载的关系：IrEU（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（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大/00RIErU端，，0RIE端，，U断路:短路:（2）路端电压U随电流I变化的图象．解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组:例1: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=0.2A；当S扳到位置2时，测得电流I2=0.3A。求电源电动势E和内电阻r。rSEAR1R212rIRIE111rIRIE222消去E，可得电源的内电阻为电源的电动势为rIRIE111V80.1V)0.120.00.820.0(讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。112221IRIRrIIWW0.120.030.00.530.00.820.0例2：4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？121PUR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WW4841002202A45.0A2484220rREI1只打开1盏灯时，外电阻R1=484W，电路中的电流为（2）同时打开4盏灯时，外电阻为W12142RR电灯两端电压为V4.216V121212122022222RrRERIU讨论：从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。电灯两端的电压为111RIUV1.219V48445.01.已知电路中的电源电动势是1.5V，内电阻是0.1W，外电路的电阻是1.4W。求电路中的电流I和路端电压U。解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为A0.1A1.04.15.1rREI路端电压为RIUV4.1V4.10.1练习解：根据全电路欧姆定律，列方程得RrSEAVrrIUE20.098.111rrIUE40.096.1222.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:W1.0,V0.2rE7闭合电路欧姆定律（二）四、闭合电路中的功率和效率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，内外UUE所以由IUIUEI内外得：1．电源提供的功率（电源功率）：PEI总2．电源的输出功率（外电路得到的功率）PUI外外3．电源内阻上的热功率2PUIIr内内oRP出Pmr4、电源的输出功率:当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为2222222444ERREEEPrRrRrRrRrrRrEPm42(EPUPERRr只适用于纯电阻电路）电源输出功率随外电阻变化的图线5、电源的效率:例1已知如图，E=6V，r=4Ω,R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。ErR2R1①2.25W；②2W；③1.5W。2、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：(1)电源的电动势E和内阻r。(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?6VE1rWR＝1Ω，P＝9W五、电路的动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。思路:局部整体局部3、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?V1示数增大V2示数增大A示数减小六、含有电容器的直流电路电容器充放电结束后1、在直流电路中电容器可视为断路,在分析电路时将其去掉在分析。2、与其相连的电阻无电流，两端没有电压，充当导线的作用例4.已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1R1R3R2ECABBCCCR1R2R3CD七、电路故障分析电路故障的原因1、断路的特点电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差造成的结果电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大2、短路的特点被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大造成的结果A例5如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（）A、R1断路B、R2断路C、R3短路D、R4短路6、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）A．a灯灯丝烧断B．电阻R2断C．电阻R2短路D．电容被击穿短路课堂训练B