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1、7 7、闭合合电路欧姆定律路欧姆定律2021/8/11 星期三1学习目标：学习目标：1.会用能量转化守恒推导闭合电路会用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律，理解其数学表达式的的欧姆定律，理解其数学表达式的意义。意义。2.会推导路端电压与负载的关系，会推导路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题达，并能用来分析、计算有关问题.3.知道短路和断路时的特征。知道短路和断路时的特征。2021/8/11 星期三2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
2、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）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。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）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。式的能转化为电能本领。2021/8/11 星期三33、如何计算电路中电能转化为其、如何计算电路中电能转化为其它形式它形式 的能？的能？W=I U t对于纯电阻电路对于纯电阻电路2021/8/11 星期三4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？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、20
3、21/8/11 星期三5一、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.rERK 内电路内电路外电路外电路2021/8/11 星期三6 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，通中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到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。正极，所
4、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 星期三73、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。）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，一方面，）在内电路中，一方面，存在内阻存在内阻，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，沿电流方向电流方向在靠近两极的化学反应层在靠近两极的化学反应层存在存在电势电势“跃升跃升”。2021/8/11 星期三8电路中电势降落关系电路中电势降落关系U内内U外外E结论：结论：E=
5、U外外+U内内演示演示ErRS+电流电流+电动势电动势2021/8/11 星期三9bdacababcd4 42021/8/11 星期三104.从能量角度讨论整个电路的能量转化：从能量角度讨论整个电路的能量转化：rERK内电路内电路外电路外电路E外外=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，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、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=EqEIt4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？1、若外电路中的用
6、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内外电路中有多少电能转化为内能？内外电路中有多少电能转化为内能？电源电动势为电源电动势为E，内阻为，内阻为r，外电阻为，外电阻为R，电流为，电流为I2021/8/11 星期三11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：EIt=I2Rt+I2rt整理得整理得：E=IRIr2021/8/11 星期三121 1、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
7、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2 2、数学公式：数学公式：3 3、适用条件：适用条件：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 星期三13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、另一种表述：、另一种表述：普遍适用普遍适用2021/8/11 星期三14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
8、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、路端电压跟负载三、路端电压跟负载(R R)的关系的关系2021/8/11 星期三15、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）外电路断路时短路时电流短路时电流很大很大为为Im=E/r开路时的路端电压等于电源的电动势开路时的路端电压等于电源的电动势.2021/8/11 星期三16ababbdca5 5bdca2021/8/11 星期三17、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随电流随电流I变化
9、的图象变化的图象（1）图象的函数表达：）图象的函数表达：2021/8/11 星期三18（2 2）图象的物理意义）图象的物理意义 在横轴上的截距表示在横轴上的截距表示 电源的短路电流电源的短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害越大，图线倾斜得越厉害UI0EE/rU=E-Ir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E2021/8/11 星期三19小结：闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律的表达形式有：E=U外外+U内内 （I、R间关系）间关系）U=E-Ir （U、I 间关系）间关系）（U、R间关系）间关系
10、）注意：注意：适用于外电路为纯电阻电路适用于外电路为纯电阻电路 适用于一切电路适用于一切电路2021/8/11 星期三20路端电压路端电压U与外电阻与外电阻R的图线：的图线：2021/8/11 星期三21闭合电路中的闭合电路中的I与外电阻与外电阻R的关系图像的关系图像I REr2021/8/11 星期三22【例例1】关于电源的电动势和外电压，下面叙述正确关于电源的电动势和外电压，下面叙述正确的是（的是（）A同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化B电源的电动势等于电源内电压和路端电压之和电源的电动势等于电源内电压和路端电压之和C电源的电动势可以用大内阻的
11、伏特表粗略测定电源的电动势可以用大内阻的伏特表粗略测定 D在闭合电路中，路端电压变化的本质原因是由于在闭合电路中，路端电压变化的本质原因是由于外电阻的改变外电阻的改变 BC2021/8/11 星期三23例例2:在图中，在图中，电源内阻不能忽略电源内阻不能忽略，R114，R29当开关当开关S切换到位置切换到位置1时，电流表的示数为时，电流表的示数为I10.2A；当开关；当开关S扳到位置扳到位置2时，电流表的示数时，电流表的示数I2可能为：可能为：A 0.25A B 0.30A C 0.18A D 0.35A解解:根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律可列出方程：可列出方程：EI1R1I1r，E
12、I2R2I2rr=(I 2R 2 I 1R1)/(I 1-I2)=(9 I 2 2.8)/(0.2-I2)00.2AI2 01.6V U2 2V选选BB2021/8/11 星期三26四、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)2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28