人教版高二物理選修3-1 2.7閉合電路歐姆定律 課件 (共38張PPT)

1、2.7 2.7 閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律（一）（一）復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧: :1 1、什么是電源？、什么是電源？2 2、電源電動勢的概念、電源電動勢的概念? ?物理意義物理意義? ?把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。（1 1）定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電）定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。（2 2）意義：電動勢表示電源將其他形式的能）意義：電動勢表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)。轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)。3 3、如何計(jì)算電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能？、如何計(jì)算電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能？W

2、= I U t對于純電阻電路對于純電阻電路2 22 2U UW =IUt =I Rt =tW =IUt =I Rt =tR R一、閉合電路一、閉合電路用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路。外電路外電路: :電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路. .內(nèi)電路內(nèi)電路: :電源內(nèi)部是內(nèi)電路電源內(nèi)部是內(nèi)電路. .閉合電路閉合電路部分電路部分電路rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路閉合回路的電流方向閉合回路的電流方向電路中的電勢變化情況電路中的電勢變化情況ababcdbdac1、閉合回路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系、閉合回路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系1 1、若外電路中

3、的用電器都是純電阻、若外電路中的用電器都是純電阻R R，在時(shí)間，在時(shí)間t t內(nèi)外內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路E外外=I2Rt2 2、內(nèi)電路也有電阻、內(nèi)電路也有電阻r r，當(dāng)電流通過內(nèi)，當(dāng)電流通過內(nèi)電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？是多少？E內(nèi)內(nèi)=I2rt3 3、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t t內(nèi)內(nèi)非靜電力做多少功非靜電力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之間有什么關(guān)系？、以上各能量之間有什么關(guān)系？ 根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該

4、等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。他形式的能的總和。W=E外外+E內(nèi)內(nèi)即：即：EIt=I2Rt+I2rtrREIIrIRE 說明：說明：二、閉合電路歐姆定律二、閉合電路歐姆定律：IRU外 2 2、 是外電路上總的電勢是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫降落，習(xí)慣上叫路端電壓路端電壓. .IrU內(nèi) 3 3、 是內(nèi)電路上的電勢降是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓內(nèi)電壓. . E=U +UEIR Ir外內(nèi)4、 1 1、只適用于純電阻電路只適用于純電阻電路1 1、在如圖所示的電路中，電源的電動、在如圖所示的電路中，電源的電動勢為勢為 9 9V V，內(nèi)

5、阻為，內(nèi)阻為0.0.5 5，外電路的電，外電路的電阻阻R R1 1為為1818， 求電路中的電流和路端求電路中的電流和路端電壓電壓. .若將電阻換為若將電阻換為R R2 2=36=36，情況如，情況如何？何？RSEr 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路端電壓R R增大，電流減小，路端電壓增大增大，電流減小，路端電壓增大R R減小，電流增大，路端電壓減小減小，電流增大，路端電壓減小路端電壓路端電壓: :IrEU三三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系ababbdca5 5bdca（2 2）外電路）外電路短路短路時(shí)時(shí)（1 1）外電路）外電路斷路斷路時(shí)時(shí) 圖象的物

6、理意義圖象的物理意義 在縱軸上的截距表示電源的電動勢在縱軸上的截距表示電源的電動勢E E rEI/短在橫軸上的截距表示電源的短路電流在橫軸上的截距表示電源的短路電流圖象斜率的絕對值表示圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害 電源的外特性曲線電源的外特性曲線路端電壓路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 IrEU小結(jié)小結(jié)1 1閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 rREI2 2路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： IrEU（1 1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外

7、電路的電阻之和成反比比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2 2）表達(dá)式）表達(dá)式（1 1）路端電壓隨外電路電阻）路端電壓隨外電路電阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端，0RIE 端，U斷路斷路短路短路（2 2）路端電壓）路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 R1R1U =E =EU =E =Er rR+ rR+ r1 +1 +R R1 1、在如圖所示的電路中，電源的電動、在如圖所示的電路中，電源的電動勢為勢為 1.5V 1.5V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.120.12，外電路的，外電路的電阻為電阻為1.381.38， 求電路中的電流和路求電路中的電流和路端電壓端電壓. .RSE

8、r 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練I = 1 AU = 1.38V2 2、 如圖，如圖，1 1=14,=14,2 2=9,=9,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)處于位置處于位置1 1時(shí)時(shí), ,理想電流表讀數(shù)理想電流表讀數(shù)I I1 1=0.2A=0.2A；當(dāng)開關(guān)處于位置當(dāng)開關(guān)處于位置2 2時(shí)時(shí), ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I I2 2=0.3A=0.3A求電源的電動勢求電源的電動勢E E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r r。1AR1R22ErE = 3V E = 3V r = 1r = 13 3、如圖，、如圖，R R0.80.8當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開時(shí)電壓斷開時(shí)電壓表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為1.5V1.5V；當(dāng)開關(guān)；當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)電壓閉合時(shí)電壓表的

9、讀數(shù)為表的讀數(shù)為1.2V1.2V則該電源的電動勢和則該電源的電動勢和內(nèi)電阻分別為多少內(nèi)電阻分別為多少? ?4、5、四、閉合電路中的功率四、閉合電路中的功率由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，內(nèi)外UUE由由 IUIUEI內(nèi)外得得1 1電源提供的功率（電源功率）電源提供的功率（電源功率） EIP 總2 2電源的輸出功率（外電路得到的功率）電源的輸出功率（外電路得到的功率） IUP外外3 3電源內(nèi)阻上的熱功率電源內(nèi)阻上的熱功率 rIIUP2內(nèi)內(nèi)4 4、供電效率、供電效率 =P P出出/P/P總總U U外外/E /E 2.7 2.7 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律

10、（二）（二）四、電池組的串并聯(lián)四、電池組的串并聯(lián)1 1、串聯(lián)：、串聯(lián)：2 2、并聯(lián)、并聯(lián)：00nrr 串串nE00rn1r 并并E 例例1 1 已知如圖，已知如圖，E E =6V=6V，r r =4=4，R R1 1=2=2，R R2 2的變化范圍是的變化范圍是0 01010。求：。求： 電源的最大輸出功率；電源的最大輸出功率； 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。五、電源的功率和效率五、電源的功率和效率 1 1、功率、功率電源的功率（電源的總功率）電源的功率（

11、電源的總功率）:P:PE E=I IE E ; ;電源的輸出功率電源的輸出功率:P:P出出=I IU; U; 電源內(nèi)部消耗的功率電源內(nèi)部消耗的功率: :P P r=r=I I2 2r r2 2、電源的效率、電源的效率: : 3 3、電源的輸出功率、電源的輸出功率 : : 當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為的輸出功率最大，為22222 22 2E REE REP =P =1 1R+ rR+ r（R- r）R- r） - 4r- 4rR RrEPm42o RP出出PmrEPURPERr只適用于純電阻電路）只適用于純電阻電路）電源輸出功率隨外電阻變化的圖線電源輸出功率隨外

12、電阻變化的圖線例例2 2 直線直線OACOAC為某一直流電源的總功率為某一直流電源的總功率P P總隨電流總隨電流I I變化的圖線變化的圖線, ,拋物線拋物線OBCOBC為為同一直流電源內(nèi)部熱功率同一直流電源內(nèi)部熱功率PrPr隨電流隨電流I I變變化的圖線化的圖線, ,若若A A、B B對應(yīng)的橫坐標(biāo)為對應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A,2A,那么線段那么線段ABAB表示的功率為表示的功率為 W, W, I I=2A=2A對應(yīng)的外電阻是對應(yīng)的外電阻是 .P/WI/AO123ABC92W2W0.50.5（上海（上海0505高考）高考）1 1、右圖中圖線表示某電池組的輸出電壓一、右圖中圖線表示某電池組的輸出電壓一電流

13、關(guān)系，圖線表示其輸出功率一電流關(guān)系電流關(guān)系，圖線表示其輸出功率一電流關(guān)系該電池組的內(nèi)阻為該電池組的內(nèi)阻為當(dāng)電池組當(dāng)電池組的輸出功率為的輸出功率為120W120W時(shí)，電池組的輸出電壓是時(shí)，電池組的輸出電壓是V V 530課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、如圖所示，、如圖所示，R R為電阻箱，為電阻箱，V V為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀數(shù)為數(shù)為R R1 1=2=2時(shí)，電壓表讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為U U1 1=4V=4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為為R R2 2=5=5時(shí)，電壓表讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為U U2 2=5V=5V求：求： (1)(1)電源的電動勢電源的電動勢E E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r

14、r。 (2)(2)當(dāng)電阻箱當(dāng)電阻箱R R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大? ?最大最大值值PmPm為多少為多少? ?6EV1r R1，P9W六、電路的動態(tài)分析問題六、電路的動態(tài)分析問題 閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會影響整個(gè)電路，使總電路和每變化，就會影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。 討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分討論依據(jù)是：閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。聯(lián)電路的電流關(guān)系。 思

15、路思路: :例例3 3 如圖所示，電源電動勢為如圖所示，電源電動勢為E E，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻為為r r當(dāng)滑動變阻器的觸片當(dāng)滑動變阻器的觸片P P從右端滑到從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V V1 1、V V2 2示數(shù)變化的示數(shù)變化的絕對值分別為絕對值分別為UU1 1和和UU2 2，下列說法中，下列說法中正確的是正確的是 A.A.小燈泡小燈泡L L1 1、L L3 3變暗，變暗，L L2 2變亮變亮 B.B.小燈泡小燈泡L L3 3變暗，變暗，L L1 1、L L2 2變亮變亮 C.C.UU1 1UU2 2V2V1L1L2L3P B D B D 練練、在如圖電路中，閉合電鍵在如圖電路

16、中，閉合電鍵S S，當(dāng)滑動變阻器的，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭滑動觸頭P P 向下滑動時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)向下滑動時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I I、U U1 1、U U2 2和和U U3 3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用II、UU1 1、UU2 2和和UU3 3表示下列比值正確的是表示下列比值正確的是 （ ） A A、U U1 1/I /I不變，不變，UU1 1/I/I不變不變 B B、U U2 2/I /I變大，變大，UU2 2/I/I變大變大 C C、U U2 2/I /I變大，變大，UU2 2/I/I不變

17、不變 D D、U U3 3/I /I變大，變大，UU3 3/I/I不變不變 答案：答案：ACD 3 3、如圖所示電路、如圖所示電路, ,當(dāng)滑動變阻器的滑片當(dāng)滑動變阻器的滑片P P向上移動時(shí)向上移動時(shí), ,判斷電路中的電壓表、電流判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化表的示數(shù)如何變化? ?課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練V V1 1示數(shù)增大示數(shù)增大V V2 2示數(shù)增大示數(shù)增大A A示數(shù)減小示數(shù)減小七、含有電容器的直流電路七、含有電容器的直流電路例例4.4.已知如圖，電源內(nèi)阻不計(jì)。為使已知如圖，電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大，可采取以下電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法：（那些方法：（ ） A.A.增

18、大增大R R1 1 B. B.增大增大R R2 2 C. C.增大增大R R3 3 D. D.減小減小R R1 1R1 R3R2ECA B BC C CR1R2R3CDCD七、含有電容器的直流電路七、含有電容器的直流電路4 4如圖如圖10-310-3所示的電路中，已知電容所示的電路中，已知電容C C1 1=C=C2 2，電阻，電阻R R1 1R R2 2，電源內(nèi)阻可忽略不，電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，當(dāng)開關(guān)計(jì)，當(dāng)開關(guān)S S接通時(shí)，以下說法中正確的接通時(shí)，以下說法中正確的有有 （ ） A A、C C1 1的電量增多，的電量增多，C C2 2的電量減少的電量減少 B B、C C1 1的電量減少，的電量減少

19、，C C2 2的電量增多的電量增多 C C、C C1 1、C C2 2的電量都增多的電量都增多 D D、C C1 1、C C2 2的電量都減少的電量都減少圖103D D課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練5 5、如圖所示，電源電動勢、如圖所示，電源電動勢=12=12伏，內(nèi)阻伏，內(nèi)阻r=1r=1歐，電阻歐，電阻R R1 1=3=3歐，歐，R R2 2=2=2歐，歐，R R3 3=5=5歐，電容器的電歐，電容器的電容量容量C C1 1=4F,C=4F,C2 2=1F,=1F,求求C C1 1、C C2 2所帶電量。所帶電量。 QQ1 1=1.6=1.61010-5-5庫庫 QQ2 2=10=10-5-5庫庫課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練八、電路故障分析八、電路故障分析一、電路故障的原因一、電路故障的原因1 1 、斷路斷路的特點(diǎn)的特點(diǎn) 電流為零，斷點(diǎn)的同側(cè)無電勢差，電流為零，斷點(diǎn)的同側(cè)無電勢差，若只有一個(gè)斷點(diǎn)，斷點(diǎn)的兩端有電勢差若只有一個(gè)斷點(diǎn)，斷點(diǎn)的兩端有電勢差造成的結(jié)果造成的結(jié)果 電路中的總電阻增大，干路上的電流電路中的總電阻增大，干路上的電