资源简介

(共29张PPT)
新人教版 必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 闭合电路的欧姆定律（一）
闭合电路欧姆定律
问题引入：
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
E
r
A
B
S
R
闭合电路
外电路
内电路
I
根据欧姆定律可知：
I
R
U
部分电路
闭合电路中的电流I与哪些因素有关呢？
外电路:
电源外部的电路(用电器和导线构成).
内电路
外电路
一.闭合电路
用导线把电源、用电器连成闭合电路.
r
E
R
s
1.闭合电路的结构：
内电路:
电源内部的电路.
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极。
2.闭合回路的电流方向
+
+
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
R
内电路与外电路中的总电流是相同的。
A
B
C
D
R
E ,r
化学反应层
问题探究：闭合电路中电势如何变化？
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
电路中的电势变化情况:
不能忽略的一个问题，电源有内阻
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。
（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”——BC 和DA化学反应层。
电路中的电势变化情况
B
D
A
C
A
B
电源电动势：BC＋DA
内部分析
A
B
C
D
电源电动势等于内外电路电势降落之和
问题1.电源内部非静电力做了多少功？
能量如何转化？
E
r
S
负载
A
B
I
情景：电源电动势为E,内阻为r,与一个负载接成闭合电路，设负载两端电压为U ,电路中电流为I ,通电时间为t。
化学能
电能
其他形式能
非静电力做功
电流做功
【理论探究：闭合电路中电流I大小的决定因素】
问题2：这些电能在哪些地方转化成其他形式能量？
外电路
内电路
根据能量守恒定律,有：
能量关系：
功率关系：
电压关系：
——闭合电路的欧姆定律
那么：
如果外电路是纯电阻电路，
即：
【探究结论】
r
E
R
S
内电路
外电路
U内
U外
E
结论：E = U外+ U内
E
r
R
S
+
+
电流
+
电动势
电路中电势变化情况：
闭合电路欧姆定律
1.内容：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。
2.公式：
二.闭合电路欧姆定律
说明：
⑴ 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
⑵ 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
（适用范围：纯电阻电路）
电动势与内电压和外电压的关系
电路中的能量转化
三.路端电压与负载的关系
【探究结论】
R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
由路端电压:
路端电压与负载的关系
A
B
A
B
B
D
C
A
（1）外电路断路时
（2）外电路短路时
断路(R→∞ I=0)
短路(R=0)
两种特殊情况
B
D
C
A
(1)图象的函数表达式
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
(2)图象的物理意义
U
I
O
E
I短
θ
断路
短路
2.电源的外部特性曲线
——路端电压U随电流I变化的图象。
【例1】在下图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A。求电源的电动势E和r。
(思考：本题其实是测量电源电动势和内阻的一种方法，若把安培表换成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？)
解:
得:
例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ ）
A.被测电池的电动势为1.5V
B.被测电池的内电阻为2.0Ω
C.外电路短路时的电流约为3.0A
D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
ACD
U/V
I/A
O
A
B
1
2
3
4
0.5
1.0
1.5
例3.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有　(　　)
A.路端电压为10 V
B.电源的总功率为10 W
C.a、b间电压的大小为5V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
AC
由
得
1．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）：
3．电源内阻上的热功率：
四.闭合电路中的功率关系
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
4. 供电效率:
对纯电阻电路,电源的效率为:
O
R
P
r
Pm
5.电源最大输出功率
例4.已知如图，E =6V，r =4Ω,R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。
求：
①电源的最大输出功率；
②R1上消耗的最大功率；
③R2上消耗的最大功率。
E r
R2
R1
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
例5.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：
(1)电源的电动势E和内阻r。
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大 最大值Pm为多少
“THANKS”

展开更多......

收起↑