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1、 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律电源电源电源电源是一种把其它形式能转化为电能是一种把其它形式能转化为电能的装置的装置电源在电路中的作用电源在电路中的作用：将其它形式的：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。的电压。内电路、外电路、内电阻、外电阻内电路、外电路、内电阻、外电阻 外电路：外电路：电源外部的电路，电源外部的电路，包括用电器、导线等包括用电器、导线等.外电阻：外电阻：外电路的总电阻外电路的总电阻.内电阻：内电阻：内电路的电阻、内电路的电阻、通常称为电源的内阻通常称为电源的内阻.内电路：内电路：电源内部的电路电源内部的电路.闭合电路欧姆定律
2、闭合电路欧姆定律 1 1、内容：、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，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。跟内、外电路的电阻之和成反比。2 2、公式：、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.例题：例题：如图所示电路，电源电动势为如图所示电路，电源电动势为1.5V1.5V，内，内阻为阻为0.12 0.12，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38 1.38，求电，求电路中的电流和路端电压。路中的电流和路端电压。解解：由题意知，电动势：由题意知，电动势E=1.5 VE=1.5 V，外电阻外电阻R=1.38 R=1.38，
3、内阻，内阻r=0.12 r=0.12.由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得：路端电压路端电压为为U U=IRIR=1=11.38 V1.38 V =1.38 V =1.38 V 路端电压路端电压U U随外电阻随外电阻R R变化的讨论变化的讨论U U外外=I R外外=ER外外+r R外外=E1+rR外外当当R R外外增大时，增大时，U U外外也随之增大也随之增大当外电路断开时当外电路断开时,R,R外外=,=,U U外外=E=E当外电路短路时当外电路短路时,R,R外外=0,=0,U U外外=0,I=0,I短短=很大，一般情况下不允许外电路短路。很大，一般情况下不允许外电路短路。Er讨论：讨论
4、：在电源末接入电路的情况下，用电压表直接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，测量电池两极所得到的数值，近似等于近似等于电源电动势电源电动势的大小的大小路端电压随电流变化的路端电压随电流变化的U-IU-I图像图像图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标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为电源电动势E.图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标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为短路电流I短短=E/r.图线斜率值图线斜率值(tan)表示电源的内电阻表示电源的内电阻r=U/I.【注意注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，
5、此结论不成立若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立U=E U=E I r I r 知知:U U是是I I 的一次函数的一次函数电源的三个功率以及关系电源的三个功率以及关系 电源的输出功率随外电阻变化的讨论电源的输出功率随外电阻变化的讨论电源的总功率电源的总功率P P总总=IE=IE内耗功率：内耗功率：P P内内=I=I2 2r r输出功率：输出功率：P P出出=P-PP-P内内=IE-I=IE-I2 2r=I Ur=I U外外=I=I2 2 R R外外当外电阻为纯电阻电路时当外电阻为纯电阻电路时当当R外外=r时时,P出出最大，且最大值为最大，且最大值为 P出出m=E24r(R外外+r)2=E
6、2+4r(R外外-r)2R外外P出出=I2R外外=E2R外外由图可知由图可知:同一功率对同一功率对应着两个电阻值应着两个电阻值,两个两个电阻值之间有何关系呢电阻值之间有何关系呢?例题：例题：已知如图，已知如图，E E=6V=6V，r r=4=4，R R1 1=2=2，R R2 2的变化范围是的变化范围是0 01010。求：。求：电源的最大输出功率；电源的最大输出功率；R R1 1上消耗的最大功率；上消耗的最大功率；R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。E rR2R1 2.25W2.25W；2W2W；1.5W1.5W。例例例例、在在在在所所所所示示示示的的的的电电电电路路路路中中中中，
7、R R R R1 1 1 1=14.0=14.0=14.0=14.0，R R R R2 2 2 2=9.0=9.0=9.0=9.0，当当当当开开开开关关关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置1 1 1 1时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I1 1 1 1=0.20A=0.20A=0.20A=0.20A；当当当当开开开开关关关关S S S S扳扳扳扳到到到到位位位位置置置置2 2 2 2时时时时，电电电电流流流流表表表表的的的的示示示示数数数数为为为为I I I I2 2 2 2=0.30A=0.30A=0.30A=0.30A，求求求求电流
8、的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。电流的电动势和内电阻。如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势测量电源的内阻和电动势R1R2A12ErSR1R212ErSV V一种测量电源电动势一种测量电源电动势和内电阻的方法和内电阻的方法例题：例题：如图所示，图线如图所示，图线a a是某一蓄电池组的伏安特是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线性曲线，图线b b是一只某种型号的定值电阻的伏安特是一只某
9、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性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.02.0，则这只，则这只定值电阻的阻值为定值电阻的阻值为_。现有。现有4 4只这种规格的定只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是输出功率最大时是_W_W。U/V I/Ao2015105ab解：解：由图象可知蓄电池的由图象可知蓄电池的电动势为电动势为20V20V。由斜率关系知外电阻阻值由斜率关系知外电阻阻值为为66。用用3 3只这种电阻并联作为
10、外只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于电阻，外电阻等于22，因，因此输出功率最大为此输出功率最大为50W50W。闭合电路中变量分析闭合电路中变量分析(1)(1)保持不变的量只有电源的电动势和内保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变的改变而改变 (2)I(2)I、U U、P P公式：公式：电流电流I=E/(I=E/(R R外外+r).+r).内电压内电压U U内内IrIr=ErEr/(/(R R外外+r).+r).外电压外电压U U外外I I R R外外E-E-IrIr.总功率总功率P P总总IE.IE.例题：例题：如
11、图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内电阻为，内电阻为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到左端时，发现从右端滑到左端时，发现电压表电压表V V1 1、V V2 2示数变化的绝对值分别为示数变化的绝对值分别为UU1 1和和UU2 2，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 1 UU2 2 V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P解：解：滑动变阻器的触片滑动变阻器的触片P P从右从右
12、端滑到左端，总电阻减小，总端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。电流增大，路端电压减小。与电阻串联的灯泡与电阻串联的灯泡L L1 1、L L2 2电流增大，变亮，与电阻并电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡联的灯泡L L3 3电压降低，变暗。电压降低，变暗。U U1 1减小，减小，U U2 2增大，而路端电压增大，而路端电压U U=U U1 1+U U2 2减小，减小，所以所以U U1 1的变化量大于的变化量大于 U U2 2的变化量，的变化量，B、D 闭合电路的闭合电路的U-IU-I图象图象 Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im1 1）右图中）右图中a a为为闭合电路闭
13、合电路的的U-IU-I图象图象b b为为部分电路部分电路(外电阻外电阻)的的U-IU-I图象图象 2 2）两者的交点坐标表示该电阻）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的接入电路时的路端电压与电流路端电压与电流.3 3）a a的斜率的斜率的绝对值表示的绝对值表示电源内电源内阻的阻的大小、大小、b b的斜率的斜率的绝对值表的绝对值表示示接入电路中外电阻的接入电路中外电阻的的大小的大小 4 4）图中虚线矩形的面积表示）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。接入该电阻时的输出功率。当两个当两个斜率相等斜率相等时时（即内、外电阻相等）（即内、外电阻相等）图中矩图中矩形面积形面积最大最大，即，即输出功率输出功率最大。最大。