闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律第二章恒定电流7.1认识闭合电路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、如何计算电源内部非静电力做功？W=qE复习回顾一、认识闭合电路1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。2、外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路.外电路的总电阻叫外电阻R内电路外电路R闭合电路3、内电路:电源内部是内电路.内电路的电阻叫内电阻r自学自研在外电路中，电流方向由正极流向负极；在内电路中，电流方向为负极流向正极。内外电路中电流大小相同。1、闭合回路中内外电路的电流方向如何？什么原因使电荷定向移动？自学自研模型1化学电池的闭合电路模型ABCDRE,r化学反应层BDACABCDRE,rABR模型21、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化？沿电流方向电势降低一方面，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”。2、在内电路中沿电流的方向，电势如何变化？闭合回路中的能量转化关系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？rERK内电路外电路Q外=I2Rt2、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？Q内=I2rt3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功W=Eq＝EIt根据能量守恒定律:W=Q外+Q内即：EIt=I2Rt+I2rt4、以上各能量之间有什么关系？IrIRE归纳总结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、表达式：rREIIrIRE即只适用于纯电阻电路3、适用条件：闭合电路欧姆定律：说明：IrIREIRU外IrU内是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压（并联在电源两极的电压表测得的数值）是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压内外UUE1、如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压。课堂训练例题：如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,理想电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。1AR1R22ErE=3Vr=1Ω知识应用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，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求电源的电动势E和内阻r.VRESr反馈练习7.2路端电压与负载的关系公式一：（电路中的电流与外电阻的关系）rREI00.20.40.60.811.2050100150200250I公式二：（内电压与外电阻的关系）r*rREU内0123456050100150200250U内结论：内电压随着外电阻的增大而增小，随着外电阻的减小而增大。公式三：（路段电压与外电阻的关系）r*rRE-EU外0123456050100150200250U外结论：路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（1）外电路断路时ababbdcabdcaEU0UR外内，，rEIEU0U0R，，，内外容易烧坏电源。严禁把电源两级不经负载直接相接公式四：（路段电压与外电阻的关系）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/r③斜率绝对值等于电源内阻内阻越大，图线倾斜得越厉害．IUrIrEU例1、在U-I图象中，由图象作出的下列判断中，正确的是（）A、被测电池的电动势为1.5VB、被测电池的内电阻为2.0ΩC、外电路短路时的电流约为3.0AD、从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小ACDvI/AOAB12340.51.01.57.3闭合电路中的功率关系由于闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由内外UUEIII内外UUE4.电源的输出功率当外电路为纯电阻电路时讨论如下（1）电源的输出功率由此可知当R=r时，电源有最大输出功率2222222EERPIRRRrRr4RrERr4rR出（）2maxEP.4r出(2)P出与外电阻R的函数关系图象5、电源的效率:注：外电阻越大，电源的效率越高，显然当电源有最大输出功率时，电源的效率只有百分之五十7.4电路的动态分析1：滑动变阻器----改变外电阻2：开关的闭合、断开；3：非理想电表的接入引起电路特性发生变化的三种情况思路一：程序法局R增大减小总R增大减小总I减小增大外U增大减小例2.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（）A、电压表的读数增大，电流表的读数减小B、电压表和电流表的读数都增大C、电压表和电流表的读数都减小D、电流表的读数增大，电压表的读数减小AR1R2R3VA2.A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A、A、B灯都变亮B、A、B灯都变暗C、A灯变亮，B灯变暗D、A灯变暗，B灯变亮BE、rsRBA思路二：串反并同外电路中的某一电阻增大此电阻两端的电压增大电流减小与其串联的支路上的电压、电流均减小与其并联的支路上的电压、电流均增大思路三：极限值法对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时，可将可变电阻的阻值推到极端（0或最大），然后对电路加以分析从而得到结论7.4含电容器电路的动态分析思路方法：1、电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路（与其串联的电阻无电流）2、电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压3、电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化例1、图中,开关S1、S2均处于闭合状态,在分别断开S1、S2后的短暂过程中,关于流过电阻R1、R2的电流方向,以下判断正确的是（）A、若只断开S1,流过R1的电流方向为自左向右B、若只断开S1,流过R1的电流方向为自右向左C、若只断开S2,流过R2的电流方向为自左向右D、若只断开S2,流过R2的电流方向为自右向左ACR1R2Cs2s1E例2.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R1R1R3R2ECABBCCCR1R2R3CD7.5电路故障分析与判断短路处特点：有电流通过而电压为零短路处特点：有电流通过而电压为零电路故障部位的检测和判断