電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律

第二章第四節(jié)

電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律當(dāng)前1頁，總共37頁。一、電池原理3.電源的內(nèi)部電場方向如何？

1.電源外部，正電荷將怎樣移動？2.電源內(nèi)部，正電荷將怎樣移動？4.電源內(nèi)部正電荷受到電場力方向？5.什么力來克服電場力做功？從正極到負極從正極指向負極

阻力非靜電力從正極指向負極從負極到正極+++---+++++++++F當(dāng)前2頁，總共37頁。二、電源（從能量的角度看）1.概念：電源是一種把其它形式能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置2.作用：將其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱菽埽槐３謱?dǎo)體兩端有持續(xù)的電壓（電勢差）。（1）根據(jù)電源的作用，可以把電源與我們生活中的什么物體類比？（2）不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)相同嗎？思考當(dāng)前3頁，總共37頁。+++---+++++++++抽水機增加水的重力勢能電源增加電荷的電勢能不同的抽水機抽水的本領(lǐng)(舉起高度)不同使單位質(zhì)量的水所增加的重力勢能不同不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同使單位正電荷所增加的電勢能不同抽水機電源當(dāng)前4頁，總共37頁。

干電池

1.5V

1.5V

微型電池

250V

3V

蓄電池

200V

6V當(dāng)前5頁，總共37頁。三、電動勢1.電動勢：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的特性用電動勢（electromotiveforce)表征，它等于電源未接入電路時兩極之間的電勢差，用字母E表示。2.電動勢單位：伏特（V）1V=1J/C當(dāng)前6頁，總共37頁。生活中的電池太陽電池干電池鉛蓄電池鋰電池鋅汞電池當(dāng)前7頁，總共37頁。四、電源的重要參數(shù)當(dāng)前8頁，總共37頁。鋰離子電池標稱電壓3.6V容量：950mA.h禁止投入火中限制電壓4.2V當(dāng)前9頁，總共37頁。3、電池的容量:電池放電時能輸出的總電荷量單位：安·時(A·h)毫安·時(mA·h)1、電源的電動勢手機待機時間長短和哪個參數(shù)有關(guān)?四、電源的重要參數(shù)2、電源的內(nèi)阻:電源內(nèi)部的電阻，簡稱內(nèi)阻（internalresistance）當(dāng)前10頁，總共37頁。A、電路中每通過1C的電量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷、蓄電池兩極間的電壓為2VC、蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能D、蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動勢為1.5V）強1、鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示（）AD課堂練習(xí)當(dāng)前11頁，總共37頁。閉合電路rERK內(nèi)電路外電路2.外電路和內(nèi)電路:（1）外電路:電源外部的用電器和導(dǎo)線等構(gòu)成外電路.（2）內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路是內(nèi)電路.1.閉合電路：閉合電路是指電荷沿電路繞一周可回到原位置的電路。一個簡單的閉合電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。一、閉合電路當(dāng)前12頁，總共37頁。3.外電阻和內(nèi)電阻

（1)外電阻：外電路的總電阻；（常稱為電源的內(nèi)阻

）(2)內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻。當(dāng)前13頁，總共37頁。

4.閉合電路的電流方向內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的.ababcd在外電路中，電流方向由正極流向負極.在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負極移到正極，所以電流方向為負極流向正極.當(dāng)前14頁，總共37頁。5.電路中的電勢變化情況（1）在外電路中，沿電流方向電勢降低。（2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢“躍升”。bdacabcd當(dāng)前15頁，總共37頁。電路中電勢降落關(guān)系U內(nèi)U外E結(jié)論：E=U外+U內(nèi)ErRS++

電流+電動勢當(dāng)前16頁，總共37頁。表述：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。１、對閉合電路

二、閉合電路歐姆定律2、對純電阻電路

ab當(dāng)前17頁，總共37頁。說明：

2、是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上稱內(nèi)電壓.1、

是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上稱路端電壓（外電壓），是電源加在負載（用電器）上的“有效”電壓。當(dāng)前18頁，總共37頁。3.歐姆定律表達式的適用范圍是什么？所描述的側(cè)重點各有什么不同？E=U外

+U內(nèi)適用于純電阻電路普遍適用當(dāng)前19頁，總共37頁。

外電路兩端的電壓叫路端電壓．１、如圖電路：R增大，電流減小，路端電壓增大R減小，電流增大，路端電壓減小路端電壓:三、路端電壓跟負載的關(guān)系當(dāng)前20頁，總共37頁。２、兩個特例：（2）外電路短路時（1）外電路斷路時bdca斷路abbdca短路當(dāng)前21頁，總共37頁。1.圖象的函數(shù)表達：

即U是I的一次函數(shù)；

四.U—I

關(guān)系圖象2.圖象的物理意義：

①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E；②在橫軸上的截距表示電源的短路電流

③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。當(dāng)前22頁，總共37頁。3.斷路和短路（1）斷路：R無窮大，I

為0，I、

r也為0，U=E

。（電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓）（2）短路：R=0，，r

很小（蓄電池0.005—0.1Ω，干電池小于1Ω），電流太大，燒壞電源，還可能引起火災(zāi).當(dāng)前23頁，總共37頁。例1.在如圖所示的電路中，電源的電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.12Ω，外電路的電阻為1.38Ω，求電路中的電流和路端電壓.解：分析：已知電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.12Ω，外電阻R=1.38Ω由閉合電路歐姆定律I===1A路端電壓U=IR=1×1.38=1.38VRSEr經(jīng)典例題當(dāng)前24頁，總共37頁。I1R1+I1r=I2R2+I2r例2.如圖所示,R1=14Ω，R2=9Ω，當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時電流表的示數(shù)為I2=0.3A.求電源的電動勢E和內(nèi)阻r.由閉合電路歐姆定律解：開關(guān)切換到位置2：E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r開關(guān)切換到位置1：消去E將r代入E=I1R1+I1r得r==1ΩE=3VA21E

rR1R2當(dāng)前25頁，總共37頁。例圖中滑動觸頭向下移動時判斷各電表的示數(shù)變化情況。

解析：觸頭R3R總I干U路V1A1V2A2A33閉合電路的動態(tài)分析方法：當(dāng)前26頁，總共37頁。當(dāng)前27頁，總共37頁。五、閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化純電阻電路普遍適用

根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(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。當(dāng)前28頁，總共37頁。二電路中的功率及效率問題當(dāng)前29頁，總共37頁。當(dāng)前30頁，總共37頁。

2如圖所示，電動勢為E的電源與三個燈泡和三個電阻相接，只合上開關(guān)S1，三個燈泡都能正常工作．如果再合上S2，則下列表述正確的是(

)

A．電源的總功率減小

B．L1上消耗的功率增大

C．通過R1上的電流增大

D．通過R3上的電流增大當(dāng)前31頁，總共37頁。小結(jié)電路的功率和效率問題電源總功率任意電路:P總=EI=P出+P內(nèi)純電阻電路:電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)=I2r=P總-P出

電源的輸出功率任意電路:P出=UI=P總-P內(nèi)純電阻電路:電源的效率任意電路:純電阻電路:當(dāng)前32頁，總共37頁。(1)I=1A(2)Q=1.2X10-4C例3.如圖,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.電池內(nèi)阻可忽略.(1)閉合開關(guān)S,求穩(wěn)定后通過R1的電流.(2)然后將開關(guān)S斷開,求這以后流過R1的總電量.六、含電容器電路的分析當(dāng)前33頁，總共37頁。六、含電容器電路的分析思路方法：1、電路穩(wěn)定后，電容器在電路中就相當(dāng)于斷路;2、電路穩(wěn)定后，電容所在電路無電流，所以其兩端的電壓就是所在支路兩端的電壓;3、電路的電壓、電流變化時，會引起電容器的充放電，進而引起內(nèi)部電場的變化。當(dāng)前34頁，總共37頁。如圖所示電路中，4個電阻阻值均為R，電鍵S閉合時，有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間．現(xiàn)斷開電鍵S，則下列說法正確的是()A．小球帶負電B．?dāng)嚅_電鍵后電容器的帶電荷量減小C．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向下運動D．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向上運動當(dāng)前35頁，總共37頁。

1.如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖象,由圖象可知,該電源的電動勢為

V,內(nèi)阻為