12.2闭合电路的欧姆定律（共25张ppt）

(共25张PPT)
12.2
闭合电路的欧姆定律
（1）闭合电路由哪几部分组成？在内、外电路中电流是怎样的？
（2）从做功的角度分析在外电路中正电荷受什么力作用？做什么功？功能如何转化？内电路呢？
问题引入：
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抽水机增加水的重力势能
电源增加电荷的电势能
不同的抽水机抽水的本领(举起高度)不同使单位质量的水所增加的重力势能不同
不同的电源非静电力做功的本领不同使单位正电荷所增加的电势能不同
电源
一、电动势
1、定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
2、公式：
3、单位：
伏特（V）
1V=1J/C
4、标量
W：非静电力做的功
q
：电荷量
6、特点：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关,
跟电源外部电路无关。
5、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。
思考与讨论：
1、部分电路欧姆定律的内容是什么？
2、闭合电路中的电流I与哪些因素有关呢？
设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I，
①写出在t时间内，外电路中消耗的电能Q外的表达式？
②写出在t时间内，内电路中消耗的电能Q内的表达式？
③写出在t时间内，电源中非静电力做的功W的表达式？
根据能量守恒定律它们之间有什么关系？
二、闭合电路欧姆定律及能量分析
结论：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。
W=Q外+Q内
EIt=I2Rt+I2rt
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，叫做闭合电路欧姆定律。
2、公式：
3、适用条件：
外电路是纯电阻的电路.
二、闭合电路欧姆定律及能量分析
4、说明：
(1)
是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
(2)
是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
(3)
适用于纯电阻电路。
E=U外+U内
=
U外+Ir
适用于任何电路。
E=IR+Ir
三、路端电压与负载的关系
U外=I
R外=
E
R外+r
?
R外
=
E
1+
r
R外
1、当R外增大时，
U外也随之增大
2、当外电路断开时,
R外=∞,
U外=E
讨论：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，近似等于电源电动势的大小
3、当外电路短路时,
R外=0,
U外=0,I短=
很大，一般情况下不允许外电路短路。
4、路端电压随电流变化的U-I图像
①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E.
②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I短=E/r.
③图线斜率值(tan?)表示电源的内电阻r=△U/△I.
U
=
E-I
r
知:U是I
的一次函数
1、电源的总功率P总=IE
2、内耗功率：P内=I2r
3、输出功率：P出=P-
P内=IE-
I2r=I
U外=
I2
R外
当外电阻为纯电阻电路时
当R外=r时,P出最大，且最大值为
P出m=
E2
4r
(R外+r)2
=
E2
+4r
(R外-r)2
R外
P出=I2R外=
E2R外
四、电源的三个功率以及关系
5、电源效率与电阻的关系
由上可知,R增大时电源效率提高。
当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。
6、闭合电路的U-I图象
U
o
I
E
U0
M（I0,U0）
β
α
b
a
N
I0
Im
1）右图中a为闭合电路的U-I图象；b为部分电路(外电阻)的U-I图象。
2）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流。
3）a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小。
4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。
当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。
五、欧姆表的原理
2、设计出改装的原理图
r
A
B
E
R1
1、利用电流表测量电阻的原理是什么？
（欧姆表）
3、欧姆表盘的刻度是均匀的吗？
由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反。
4、黑表笔接内部电源正极，红表笔接内部电源负极
5、欧姆表的刻度特点
(1)
零刻度在右边，左边为无限大。
(2)刻度不均匀,左密右疏。
(3)
中间刻度比较均匀，故当指针指在表盘中间刻度附近时，测量结果比较准确。
6、多用电表的内部结构
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
1．将一电源电动势恒定为E，内阻恒定为r的电池，与阻值可变的纯电阻R连接，构成一个闭合电路。I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）
A．由U=E-IR可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小
B．由U内=Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大
C．由U外=Ir可知，外电压随I的增大而增大
D．由P=IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
A
2．如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知（　　）
A．电源电动势为2
V
B．电源内阻为1/3
Ω
C．电源短路时电流为6
A
D．电路路端电压为1
V时，电路中电流为5
A
AD
3．如图所示，直线M为某电源的U-I图线，直线N为某电阻R的U-I图线。用该电源和该电阻R组成闭合电路后，该电阻R正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．该电源的电动势为2V
B．该电源的内阻为1?
C．该电阻R的阻值为0.5?
D．该电源的输出功率为4W
D
4．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是（　　）
A．L1变亮，L2和L3均变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2和L3均变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
C
5．图示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，定值电阻R0=2Ω，变阻器Rx的最大阻值为10Ω，开关S闭合，下列判定正确的是（　　）
A．当Rx=2Ω时，定值电阻的功率最大
B．当Rx=6Ω时，变阻器的功率最大
C．当Rx=0时，电源的输出功率最大
D．当Rx=0时，电源的效率最高
B
6．如图甲所示，R为电阻箱，A为理想电流表，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图象，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电路电阻R1、R2。下列关系式中正确的是（　　）
B
7．如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图像，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，下列说法正确的是（　　）
A．电源1和电源2的内阻之比是1：1
B．电源1和电源2的电动势之比是1：1
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比约为1：2
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比约为18：25
BCD
8．欧姆表的内部电路如图所示，已知电流计的电阻为Rg，滑动变阻器接入电路的阻值为R0，电源的电动势和内阻分别为E、r，下列说法正确的是（　　）
A．欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律
B．电路图中左侧的表笔为黑表笔
C．欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度
D．欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r+Rg+R0
AD