电源的电动势和内阻-闭合电路欧姆定律(精编)

§2.3电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律KR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/C6、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？生活中的电池太阳电池干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池课本书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：rREI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=8.0W，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r。rSEAR1R212路端电压U随外电阻R变化的讨论U外=IR外=ER外+r•R外=E1+rR外①当R外增大时，U外也随之增大②当外电路断开时,R外=∞,U外=E③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。Er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①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。②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。③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UoIEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im1）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2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。U/VI/Ao2015105ab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6Ω。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ΔU1和ΔU2，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、ΔU1ΔU2D、ΔU1ΔU2V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P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。rREI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１、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：rREI4、路端电压跟负载的关系：IrEU（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：