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1、2.7 2.7 闭合电路闭合电路的欧姆定律的欧姆定律一、电源的的电动势一、电源的的电动势1 1、电源、电源2 2、电源电动势电源电动势把其它形式的能转换成电能的装置。把其它形式的能转换成电能的装置。 在在电源内部非静电力把单位正电荷从电源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的负极移到正极所做的功。功。 在数值上就等于电源没有介入外电路时两在数值上就等于电源没有介入外电路时两极间电压极间电压 用符号用符号E E表示。单位:伏特,表示。单位:伏特,V V。 电动势由自身决定,与外电路无关。电动势由自身决定,与外电路无关。 电动势电动势表示电源将其他形式的能转化为电能表示电源将其他
2、形式的能转化为电能本领。本领。3 3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能?、如何计算电路中电能转化为其它形式的能?2 22 2U UWW =I IU Ut t=I I R Rt t=t tR R对于纯电阻电路对于纯电阻电路分析分析E E的物理意义:的物理意义:电源电动势为电源电动势为1.5V1.5V的意义:的意义: 每把每把1C1C的正电荷从电源负极移到正极就要消的正电荷从电源负极移到正极就要消耗耗1.5J1.5J其它形式的能。其它形式的能。 或每从电源流出或每从电源流出1C1C的电荷,就有的电荷,就有1.5J1.5J的电能转的电能转化为其它形式的能。化为其它形式的能。二、二、闭合电路闭合电
3、路用导线把电源、用电器连成一个闭合电路用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。外电路外电路: :电源外部的用电器和导线构成外电路电源外部的用电器和导线构成外电路. .内电路内电路: :电源内部是内电路电源内部是内电路. .闭合电路闭合电路部分电路部分电路rERK内电路内电路外电路外电路 在在外电路外电路中,电流方向由正极中,电流方向由正极流向负极,流向负极,沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低。 在在内电路内电路中,即在电源内部,中,即在电源内部,通过非静电力做功使正电荷由负极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移到正极,所以电流方向为负极流向正极。向正极。闭合回路的电流
4、方向闭合回路的电流方向 内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相相同同的。的。1 1、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况(1 1)在外电路中,沿电流方向电势降低。)在外电路中,沿电流方向电势降低。(2 2)在内电路中,一方面,存在内阻,)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,沿沿电流方向电势也降低;另一方面,沿电流方向存在电势电流方向存在电势“跃升跃升”。bdacababcd4 42.讨论闭合回路中的能量转化关系讨论闭合回路中的能量转化关系1 1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R R,在时间,在时间t t内外内外电路中有
5、多少电能转化为内能?电路中有多少电能转化为内能?rERK内电路内电路外电路外电路E外外=I2Rt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r,当电流通过内,当电流通过内电路时,也有一部分电能转化为内能,电路时,也有一部分电能转化为内能,是多少?是多少?E内内=I2rt3 3、电流流经电源时,在时间、电流流经电源时,在时间t t内内非静电力做多少功非静电力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之间有什么关系?、以上各能量之间有什么关系? 根据能量守恒定律,非静电力做的根据能量守恒定律,非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。他形式的能的总和
6、。W=E外外+E内内即:即:EIt=I2Rt+I2rt、表述:闭合电路中的电流跟电源、表述:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比阻之和成反比、rREIIrIRE 即3、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律rREIIrIRE 说明:说明:二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律:IRU外 2 2、 是外电路上总的电势是外电路上总的电势降落,习惯上叫降落,习惯上叫路端电压路端电压. .IrU内 3 3、 是内电路上的电势降是内电路上的电势降落,习惯上叫落,习惯上叫内电压内电压. . E=U +UEIR Ir外内4、 1 1、只适用于纯电阻
7、电路、只适用于纯电阻电路 E=U +UEIR Ir外内4、1 1、在如图所示的电路中,电源的电动、在如图所示的电路中,电源的电动势为势为 9V9V,内阻为,内阻为0.50.5,外电路的电,外电路的电阻阻R R1 1为为1818, 求电路中的电流和路端求电路中的电流和路端电压电压. .若将电阻换为若将电阻换为R R2 2=36=36,情况如,情况如何?何?RSEr 课堂训练课堂训练外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路:、如图电路:R R增大,电流减小,路端电压增大增大,电流减小,路端电压增大R R减小,电流增大,路端电压减小减小,电流增大,路端电压减小路端电压路端电压:
8、 :IrEU三三、路端电压跟负载的关系、路端电压跟负载的关系、两个特例:、两个特例:(2 2)外电路)外电路短路短路时时(1 1)外电路)外电路断路断路时时U U外外=E=E,U U内内=0=0U U外外=0=0,U U内内=E=Eababbdca5 5bdca、电源的外特性曲线、电源的外特性曲线路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1 1)图象的函数表达:)图象的函数表达: IrEU(2 2)图象的物理意义)图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势在纵轴上的截距表示电源的电动势E E rEI/短在横轴上的截距表示电源的短路电流在横轴上的截距表示电源的短路电流图
9、象斜率的绝对值表示图象斜率的绝对值表示电源的内阻电源的内阻,内阻越大,内阻越大,图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害小结小结1 1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rREI2 2路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系: IrEU(1 1)表述:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正)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比,跟内、外电路的电阻之和成反比(2 2)表达式)表达式(1 1)路端电压随外电路电阻)路端电压随外电路电阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端,0RIE 端,U断路断路短路短路(2 2)路端电压)路端电压U U随电流随电流I I变化的图象
10、变化的图象 R1R1U =E =EU =E =Er rR+ rR+ r1 +1 +R R1 1、在如图所示的电路中,电源的电动、在如图所示的电路中,电源的电动势为势为 1.5V1.5V,内阻为,内阻为0.120.12,外电路的,外电路的电阻为电阻为1.381.38, 求电路中的电流和路求电路中的电流和路端电压端电压. .RSEr 课堂训练课堂训练I = 1 AU = 1.38V2 2、 如图,如图,1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关当开关处于位置处于位置1 1时时, ,理想电流表读数理想电流表读数I I1 1=0.2A=0.2A;当开关处于位置当开关处于位置2 2时时, ,电流表读
11、数电流表读数I I2 2=0.3A=0.3A求电源的电动势求电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1AR1R22ErE = 3V E = 3V r = 1r = 13 3、如图,、如图,R R0.80.8当开关当开关S S断开时电压断开时电压表的读数为表的读数为1.5V1.5V;当开关;当开关S S闭合时电压闭合时电压表的读数为表的读数为1.2V1.2V则该电源的电动势和则该电源的电动势和内电阻分别为多少内电阻分别为多少? ?4、5、六、电路的动态分析问题六、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,使总电路和每变化,就
12、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。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、并电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。联电路的电流关系。 思路思路: :例例3 3 如图所示,电源电动势为如图所示,电源电动势为E E,内电阻,内电阻为为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到从右端滑到左端时,发现电压表左端时,发现电压表V V1 1、V V2 2示数变化的示数变化的绝对值分别为绝对值分别为UU1 1和和UU2 2,下列说法中,下列说法中正确的是正确的
13、是 A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗,变暗,L L2 2变亮变亮 B.B.小灯泡小灯泡L L3 3变暗,变暗,L L1 1、L L2 2变亮变亮 C.C.UU1 1UU2 2V2V1L1L2L3P B D B D 练练、在如图电路中,闭合电键在如图电路中,闭合电键S S,当滑动变阻器的,当滑动变阻器的滑动触头滑动触头P P 向下滑动时,四个理想电表的示数向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用都发生变化,电表的示数分别用I I、U U1 1、U U2 2和和U U3 3表示,电表示数变化量的大小分别用表示,电表示数变化量的大小分别用II、UU1 1、UU2
14、2和和UU3 3表示下列比值正确的是表示下列比值正确的是 ( ) A A、U U1 1/I /I不变,不变,UU1 1/I/I不变不变 B B、U U2 2/I /I变大,变大,UU2 2/I/I变大变大 C C、U U2 2/I /I变大,变大,UU2 2/I/I不变不变 D D、U U3 3/I /I变大,变大,UU3 3/I/I不变不变 答案:答案:ACD 3 3、如图所示电路、如图所示电路, ,当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片P P向上移动时向上移动时, ,判断电路中的电压表、电流判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化表的示数如何变化? ?课堂训练课堂训练V V1 1示数增大示数增大V V2 2示数增大示数增大A A示数减小示数减小