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1、2.7 2.7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律景泰一中 寇永鹏 1 1、闭合电路由哪几、闭合电路由哪几部分组成部分组成?2 2在外电路中在外电路中,沿沿电流方向电势如何变电流方向电势如何变化化?为什麽为什麽?3.3.在内电路中在内电路中,沿电流方沿电流方向电势如何变化向电势如何变化?为什麽为什麽?一一、闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律bdacababcd+F非非RII 电源的工作原理电源的工作原理 要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差，就必须要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差，就必须有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送到正有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送
2、到正极极,这种力一定不是静电力这种力一定不是静电力,我们把这种力称为我们把这种力称为非静电力非静电力。水水流流地势高地势高地势低地势低水轮机水轮机（负载负载）水水泵泵ABC 电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的作用电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电为电能，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电压），从而在电路中形成恒定的电流。压），从而在电路中形成恒定的电流。外电路上的电压外电路上的电压U 称为称为端电压端电压，内电路的电压内电
3、路的电压U 称为称为内电压内电压。实验表明：在电源接入外电路实验表明：在电源接入外电路时，电源电动势的大小等于端电压时，电源电动势的大小等于端电压和内电压之和。和内电压之和。在在如如图图所所示示的的电电路路中中，电电源源两两极极以以外外的的部部分分称称之之为为外外电电路路。电电源源两两极极之之内内的的部部分分称称之之为为内内电电路路。外外电电路路和和内内电电路路组组成成的的完完整整电电路路称称为为闭闭合合电电路路。内内电电路路对对电电流流的的阻阻碍碍作作用用内阻用用内阻r表示。表示。RVrEI外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线、开关等；内电路：电源内部的电路；外电阻：外电路的总电阻，用R
4、表示；内电阻：内电路的电阻，通常为电源的内电阻，简称内阻，用r表示；外电压：外电路两端的电压，通常称为路端电压,用U外表示；内电压：内电路两端的电压，用U内表示。设电源电动势为设电源电动势为E,E,内电阻为内电阻为r,r,闭合电路中电流为闭合电路中电流为I,I,讨论讨论: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内内,外外电路中有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2 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，电路时，在时间在时间t内内,也有一部分电能也有一部分电能
5、转化为内能，是多少？转化为内能，是多少？3 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?4 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？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内外电路中有多少电能转内外电路中有多少电能转化为内能？化为内能？rERK内电路内电路外电路外电路Q外外=I2Rt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内电路时，当电流通过内电路时，在时间在时间t内内,也有一部分电能转化为内能，是多少？也有一部分电能转化为内能，是多少？Q内内=I2rt3
6、 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,非静电力做非静电力做多少功多少功W=EqEIt根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和路中电能转化为其他形式的能的总和W=QW=Q外外+Q+Q内内即：即：EItEIt=I=I2 2Rt+IRt+I2 2rt rt、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、对纯电阻电路、对纯电阻电路 一、闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律外电路两端的电压叫路端
7、电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：分组讨论分组讨论:对于给定的电源对于给定的电源E E和和r r均为均为定值，当滑动变阻器的阻值定值，当滑动变阻器的阻值R R变化时，变化时，电路中的电流和电压的变化情况电路中的电流和电压的变化情况?结论结论:当当R R 增大时增大时,电流电流_路端电压路端电压_当当R R减小时减小时,电流电流_路端电压路端电压_路端电压路端电压:二、路端电压跟负载的关系二、路端电压跟负载的关系 （3）R （2）R ，（4）R 0，用闭合电路欧姆定律用闭合电路欧姆定律 E=U+I r 来分析路端电压随着来分析路端电压随着外电阻的变化：外电阻的变化：（1 1）
8、R I U UI=0，U=0，U=E 当外电路断开时，路端电压等于电源电动势。当外电路断开时，路端电压等于电源电动势。I U UU=0，此时的电流此时的电流 I 为为短路电流短路电流。U=E，路端电压随着外电阻的增大而增大。路端电压随着外电阻的增大而增大。路端电压随着外电阻的减小而减小。路端电压随着外电阻的减小而减小。、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时（1 1）外电路断路时）外电路断路时路端电压跟负载的关系小结路端电压跟负载的关系小结1 1、路端电压：即外电路上的电压降，是电源加在负、路端电压：即外电路上的电压降，是电源加在负载（用电器）上的载（用电器）上的“有效有效
9、”电压。电压。2 2、U=E U=E I r I r断路：断路：R R无穷大，无穷大，I I 为为0 0，I rI r也为也为0 0，U=E U=E。（。（电动势电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压）在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压）短路：短路：R=0 R=0，I=E/r I=E/r。r r 很小（蓄电池很小（蓄电池0.005 0.1 0.005 0.1，干电池小于干电池小于11），），电流太大，烧坏电源，还电流太大，烧坏电源，还可能引起火灾可能引起火灾。解：解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组根据全电路欧姆定律，可列出方程组 例例1 如如图图所所示示，R1=8.0 W
10、W，R2=5.0 W W，当当单单刀刀双双掷掷开开关关 S 扳扳到到位位置置 1 时时，则则得得的的电电流流 I1=0.2 A；当当S 扳扳到到位位置置 2 时，测得电流时，测得电流 I 2=0.3 A。求电源电动势求电源电动势E 和内电阻和内电阻r。rSEAR1R212消去消去E，可得电源的内电阻为可得电源的内电阻为电源的电动势为电源的电动势为 讨论：讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。法。例例2 4盏盏“220 V，100 W”的的灯灯泡泡，并并联联后后接接在在电电动动势势为为220 V、内内阻阻为为 2 W W的的电电源源上上。（1）
11、只只打打开开 1 盏盏灯灯时时，此此灯灯两两端端的的电电压压是是多多少少？（2）同同时时打打开开4 盏盏灯灯时时，此此灯灯两两端端的电压又是多少？的电压又是多少？解解:（1）根根据据灯灯泡泡上上的的额额定定电电压压和和额额定定功功率率，计计算算出出灯泡的电阻为灯泡的电阻为 只打开只打开1盏灯时，外电阻盏灯时，外电阻R1=484 W W，电路中的电流为电路中的电流为 （2）同时打开同时打开4盏灯时，外电阻为盏灯时，外电阻为 电灯两端电压为电灯两端电压为 讨论：讨论：从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。阻就越小，端电压就越小。电灯
12、两端的电压为电灯两端的电压为 1.已已知知电电路路中中的的电电源源电电动动势势是是1.5 V，内内电电阻阻是是0.1 W W，外电路的电阻是外电路的电阻是1.4 W W。求电路中的电流求电路中的电流 I 和路端电压和路端电压U。解：解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为根据全电路欧姆定律，电路中的电流为 路端电压为路端电压为 练练 习习 解：解：根据全电路欧姆定律，列根据全电路欧姆定律，列方程得方程得 RrSEAV 2.如如图图所所示示，当当滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片在在某某一一位位置置时时，电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数分分别别是是 I1=0.20 A，U1=1.98 V；改改变变滑滑片片的的位位置置后后，两两表表的的读读数数分分别别为为 I 2=0.40 A，U 2=1.96 V。求电源的电动势和内电阻。求电源的电动势和内电阻。解之得解之得练习：练习：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；当开关处于位置关处于位置2 2时时,电流表读数电流表读数I I2 2=0.3A=0.3A求电求电源的电动势源的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1AR1R22Er E=3V E=3V r=1r=1