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1、闭合合电路欧姆定律路欧姆定律2021/8/11 星期三1复习复习:1、什么是电源？、什么是电源？2、电源电动势的概念、电源电动势的概念?物理意义物理意义?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。（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电）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。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）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。转化为电能本领。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？W=IUt对于纯电阻电路对于纯电阻电路2021/8/
2、11 星期三21.最简单的电路由哪几部分组成？最简单的电路由哪几部分组成？2.用电器中持续恒定电流的条件是什么？用电器中持续恒定电流的条件是什么？思考思考：导线组成导线组成 由电源、由电源、用电器、用电器、开关、开关、用电器两端有恒定的电压，用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上。即用电器接在电源的两极上。2021/8/11 星期三3一、闭合电路一、闭合电路:1、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。n外电路外电路:电源外部的用电器和导线构成外电电源外部的用电器和导线构成外电路路.n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
3、路部分电路部分电路rERK内电路内电路外电路外电路2021/8/11 星期三4 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向中，电流方向由正极流向负极，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，通过中，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，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。所以电流方向为负极流向正极。2、闭合回路的电流方向、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同相同的。的。2021/8/11 星期三53、电路中的电势变化情况、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。
4、）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，）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，沿电沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势流方向存在电势“跃升跃升”。2021/8/11 星期三6bdacababcd4 42021/8/11 星期三7讨论讨论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，在时间，在时间t内外电路中有内外电路中有多少电能转化为内能？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=I I2Rt2、内电路也有电阻、内电路也有电阻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
5、，电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？是多少？E内内=I I2rt3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t内非静内非静电力做多少功电力做多少功W=EqEI It4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？2021/8/11 星期三8结论：结论：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他形功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。式的能的总和。W=E外外+E内内即：即：EI It=I I2Rt+I I2rt2021/8/11 星期三9、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动
6、势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路 外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路。的电路。二、闭合电路欧姆定律：二、闭合电路欧姆定律：2021/8/11 星期三10说明：说明：二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律：1、是外电路上总的电势降落，是外电路上总的电势降落，习惯上叫习惯上叫路端电压路端电压.2、是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，习惯上叫习惯上叫内电压内电压.3、2021/8/11 星期三11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增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路
7、端电压增大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:三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系2021/8/11 星期三12例题：例题：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,电流表读数电流表读数I I1 1=0.2A=0.2A；当开关；当开关处于位置处于位置2 2时时,电流表读数电流表读数I I2 2=0.3A=0.3A。求电源。求电源的电动势的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1AR1R22Er2021/8/11 星期三13、两个特例：、两个特例：（2）外电路短路时）外电路短路时（1）外电路断路时
8、）外电路断路时2021/8/11 星期三14ababbdca5 5bdca2021/8/11 星期三15、电电源源的的外外特特性性曲曲线线路路端端电电压压U随随电电流流I变变化的图象化的图象（1）图象的函数表达：）图象的函数表达：2021/8/11 星期三16（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 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象斜率的绝对值图象斜率的绝对值表示电源的内阻表示电源的内阻，内，内阻越大，图线倾斜得阻越大，图线倾斜得越厉害越厉害2021/8/11 星期三17闭合电路的闭合电路的
9、U-I 图象图象右图中右图中a为电源的为电源的U-I图象；图象；b为外电阻的为外电阻的U-I 图象；图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两两者者的的交交点点坐坐标标表表示示该该电电阻阻接接入入电电路路时时电电路路的的总总电电流流和和路端电压路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uO I ImiEU M（I，U）b aN当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时当两个斜率相等时
10、（即内、外电阻相等时)图中矩形图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。2021/8/11 星期三18练习、如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的练习、如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图图象，则下述说法正确的是（象，则下述说法正确的是（）A电动势电动势E1=E2，发生短路时的电流强度，发生短路时的电流强度I1I2B电动势电动势E1=E2，内阻，内阻r1r2C电动势电动势E1=E2，内阻，内阻r1r2D当两个电源工作电流变化量相同时，电源当两个电源工
11、作电流变化量相同时，电源2的路端电的路端电压变化较大压变化较大2021/8/11 星期三19如图所示的电路中，如图所示的电路中，R1=3.5,R2=6,R3=3，电压表为，电压表为理想电表，当开关理想电表，当开关S断开时，电压表示数为断开时，电压表示数为5.7V；当开关；当开关S闭合时，电压表示数为闭合时，电压表示数为3.5V，求电源的电动势和内电阻，求电源的电动势和内电阻R1R2R32021/8/11 星期三20 规律方法规律方法动态电路的分析与计算动态电路的分析与计算 动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性动态电路变化的分析是根
12、据欧姆定律及串、并联电路的性动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下：分电学量的变化情况，常见方法如下：分电学量的变化情况，常见方法如下：分电学量的变化情况，常见方法如下：（1 1）程序法）程序法）程序法）程序法:基本思路是基本思路是基本思路是基本思路是“部分部分部分部分整体整体整体整体部分部分部分部分”,部分电部分电部分电部分电路欧姆定律路欧姆定律路欧姆
13、定律路欧姆定律,各部分量的变化情况各部分量的变化情况各部分量的变化情况各部分量的变化情况。U U分分分分 即即即即R R局局局局增大增大增大增大减小减小减小减小 R R总总总总增大增大增大增大减小减小减小减小I I I I总总总总增大增大增大增大减小减小减小减小U U总总总总增大增大增大增大减小减小减小减小I I I I分分分分（2 2）直观法：即直接应用）直观法：即直接应用）直观法：即直接应用）直观法：即直接应用“部分电路中部分电路中部分电路中部分电路中R R、I I I I、U U的关系的关系的关系的关系”中的两个结论中的两个结论中的两个结论中的两个结论 任一电阻任一电阻任一电阻任一电阻R
14、 R R R阻值增大阻值增大阻值增大阻值增大,必引起该电阻中电流必引起该电阻中电流必引起该电阻中电流必引起该电阻中电流I I I I的减小和该的减小和该的减小和该的减小和该电阻两端电压电阻两端电压电阻两端电压电阻两端电压U U U U的增大的增大的增大的增大任一电阻任一电阻任一电阻任一电阻R R R R阻值增大阻值增大阻值增大阻值增大,必将引起与这并联的支路中电流必将引起与这并联的支路中电流必将引起与这并联的支路中电流必将引起与这并联的支路中电流I I I I并并并并的增大和与之串联的各电路电压的增大和与之串联的各电路电压的增大和与之串联的各电路电压的增大和与之串联的各电路电压U U U U串
15、串串串的减小的减小的减小的减小 2021/8/11 星期三21 规律方法规律方法【例例例例】如图所示，当滑动变阻器的滑如图所示，当滑动变阻器的滑如图所示，当滑动变阻器的滑如图所示，当滑动变阻器的滑动片动片动片动片P P P P向上端移动时，判断电路中的电向上端移动时，判断电路中的电向上端移动时，判断电路中的电向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？压表、电流表的示数如何变化？压表、电流表的示数如何变化？压表、电流表的示数如何变化？2021/8/11 星期三22 规律方法规律方法【例例例例】如图所示如图所示如图所示如图所示,电源电动势为电源电动势为电源电动势为电源电动势为E,E,
16、内电阻为内电阻为内电阻为内电阻为r.r.当滑动变阻器当滑动变阻器当滑动变阻器当滑动变阻器的触片的触片的触片的触片P P从右端滑到左端时从右端滑到左端时从右端滑到左端时从右端滑到左端时,发现电压表发现电压表发现电压表发现电压表V V1 1、V V2 2示数变化的示数变化的示数变化的示数变化的绝对值分别为绝对值分别为绝对值分别为绝对值分别为UU1 1和和和和UU2 2,下列说法中正确的是下列说法中正确的是下列说法中正确的是下列说法中正确的是A.A.小灯泡小灯泡小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗变暗变暗变暗,L L2 2变亮变亮变亮变亮B.B.小灯泡小灯泡小灯泡小灯泡L L3 3变暗变暗变暗
17、变暗,L L1 1、L L2 2变亮变亮变亮变亮C.C.UU1 1 UU2 2V V2 2V V1 1L L1 1L L2 2L L3 3P P2021/8/11 星期三23回顾知识回顾知识电源输出跟负载的关系电源输出跟负载的关系路端电压路端电压路端电压路端电压：外电路的电势降落：外电路的电势降落：外电路的电势降落：外电路的电势降落,也就是也就是也就是也就是外电路两端的电压外电路两端的电压外电路两端的电压外电路两端的电压.U.U I I I Ir,r,路端电压路端电压路端电压路端电压随着电路中电流的增大而减小随着电路中电流的增大而减小随着电路中电流的增大而减小随着电路中电流的增大而减小.在图中
18、的电路中：在图中的电路中：在图中的电路中：在图中的电路中：R R 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 R R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小a.a.电源的输出电流电源的输出电流电源的输出电流电源的输出电流与外电路电阻关系与外电路电阻关系与外电路电阻关系与外电路电阻关系:c.c.电源的路端电压与电源的路端电压与电源的路端电压与电源的路端电压与输出电流的关系输出电流的关系输出电流的关系输出电流的关系:b.b.电源的路端电压与外电源
19、的路端电压与外电源的路端电压与外电源的路端电压与外电路电阻的关系电路电阻的关系电路电阻的关系电路电阻的关系:r r2021/8/11 星期三24四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由所以由 得：得：1电源提供的功率（电源功率）：电源提供的功率（电源功率）：2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率）3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 说明：外电路可以是任何电路。说明：外电路可以是任何电路。4.供电效率供电效率:=P出出/P总总U外外/E(外电路可以是任何电路外电路可以是任何电路)202
20、1/8/11 星期三25O RP出出Pmr电源的输出功率，电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为的输出功率最大为电源的效率：电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）电源的输出功率与外阻的变化关系电源的输出功率与外阻的变化关系2021/8/11 星期三261.如图所示的电路中，电压表的电阻很大如图所示的电路中，电压表的电阻很大.开关开关S断开时，电压表的示数是断开时，电压表的示数是4.8V，S闭合时，电闭合时，电压表的示数是压表
21、的示数是3.6V.已知已知R1=R2=4，(2)第一种情况下的电源的总功第一种情况下的电源的总功率，电源的输出功率，以及电率，电源的输出功率，以及电源的热功率和电源的效率。源的热功率和电源的效率。(1)电池的电动势和内电阻电池的电动势和内电阻.2021/8/11 星期三27如图所示电路，已知电源电动势如图所示电路，已知电源电动势E=3V，内，内阻阻r=1，定值电阻，定值电阻R0=2，变阻器，变阻器R的阻值在的阻值在025之间，闭合电健之间，闭合电健K，则：，则：（1）当）当R为多少时，电源输出功率最大。为多少时，电源输出功率最大。（2）当）当R为多少时，为多少时，R消耗的功率最大。消耗的功率最
22、大。（3）当）当R为多少时，为多少时，R0消耗的功率最大。消耗的功率最大。KER0R2021/8/11 星期三28小结：电动势是表征电源把其他形式的能量转化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为电能本领大小的物理量.E.E由电源本身决定由电源本身决定,不随外电路变化不随外电路变化电源的供电过程是能量转化的过程电源的供电过程是能量转化的过程 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 电源的外电压关系：电源的外电压关系：说明：说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，它形式能转化过来的电能，IU内内+IU外外=I
23、E.(能量守恒能量守恒,外外电路可以是任何电路电路可以是任何电路)2021/8/11 星期三29电池化学反应层电池化学反应层E I t内电路内电路I2r t外电路外电路I2Rt非非静静电电力力移移送送电电荷荷做做的的功功等等于于其其电电势势能能的的增加量。增加量。电电动动势势与与非非静静电电力力做做功的关系功的关系EW/q根根据据“电电场场力力做做功功，电电势势能能减减小小；非非静静电电力力做做功功，电电势势能能增增”分分析析闭闭合合电电路路各各点的电势高低关系。点的电势高低关系。一个沿电流方向电势高低变化的直观图一个沿电流方向电势高低变化的直观图在图中分清哪是内电路、哪是外电路在图中分清哪是内电路、哪是外电路在内、外电路电势降落处应用焦耳定律在内、外电路电势降落处应用焦耳定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解链4链6本节课本节课本节课本节课的结构的结构的结构的结构和线索和线索和线索和线索2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31