(共22张PPT)
第二章
恒定电流
第
七
节
闭合电路欧姆定律
1．闭合电路．
(1)闭合电路的组成：①内电路：电源________的电路，其电阻称为________，内电阻所降落的电压称为________．
②外电路：电源____________的电路，其两端电压称为_________________．
(2)内、外电压的关系：_______________________.
内部
内电阻
内电压
外部
外电压或路端电压
E＝U外＋U内
课前预习
2．闭合电路的欧姆定律．
(1)内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．
(2)公式：I＝或E＝I(R＋r)．
(3)适用条件：外电路为纯电阻电路．
正比
反比
课前预习
3．路端电压随外电阻的变化规律．
(1)R增大，I________，U________，当R增大到无穷大(断路)时，I＝________，U＝________.
(2)R减小，I________，U________，当R减小到零(短路)时，I＝________，U＝________.
减小
增大
0
E
增大
减小
0
课前预习
4．路端电压与电流的关系图象(U－I图象)．
如下图所示，U－I图象是一条___________线，该图线与纵轴交点的纵坐标表示___________，该线的斜率表示________．
电源电动势
内阻
倾斜的直
课前预习
一、闭合电路
1．电路的组成和基本物理量
(1)内电路、内电阻、内电压U内．
课堂学习
外电路
内电路
内电阻有电压
内电路有电阻
外电路有电阻
外电阻有电压
(2)外电路、外电阻、外电压U外
(3)思考：内电压U内、外电压U外与电源的电动势E关系如何？
课堂学习
电动势等于内电压和外电压之和
课堂学习
2．闭合电路欧姆定律．
(1)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．这个结论叫闭合电路的欧姆定律．
(2)表达式：I＝.
变式：E＝IR＋Ir或E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir.
I＝只适用于外电路为纯电阻的闭合回路，E＝U外＋Ir和U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻电路也适用于非纯电阻电路．
例1
:如图所示，R1
=
8.0
Ω，R2
=
5.0
Ω
，当单刀双掷开关
S
扳到位置
1
时，测得的电流
I1
=
0.2
A；当S
扳到位置
2
时，测得电流
I
2
=
0.3
A。求电源电动势E
和内电阻r。
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2
答案：r=1.0
Ω，E=1.80V
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2
例题精析
针对训练
1．一块太阳能电池，测得它的开路电压为800
mV，短路电流为40
mA，若将该电池与一阻值为20
Ω的电阻器构成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.10
V B．0.20
V
C．0.30
V
D．0.40
V
外电路开路，电源两端的电压等于电动势大小
由短路电流可求电源内阻大小r＝＝
Ω＝20
Ω.
由闭合电路欧姆定律求电流I＝＝
mA＝20
mA
路端电压就是外电阻两端的电压U＝IR＝400
mV＝0.40
V
二、路端电压跟负载的关系
课堂学习
１、如图电路：
R增大，
R减小，
二、路端电压跟负载的关系
２、两个特例：
（2）外电路短路时
（1）外电路断路时
E、r
s
R
A
V
E、r
A
V
E、r
A
V
电流减小，
路端电压增大
电流增大，
路端电压减小
课堂学习
３、闭合电路的伏安特性曲线
(1)外电压与电流的关系式
②横轴截距表示电源的短路电流
③斜率的绝对值表示电源的内阻
①纵轴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
课堂学习
例2：如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则(
)
A.电灯L更亮,安培表的示数减小
B.电灯L更亮,安培表的示数增大
C.电灯L变暗,安培表的示数减小
D.电灯L变暗,安培表的示数增大
答案：A
①R1电阻变大
②线路中电流变小，A示数变小
③内电压变小
④外电压变大，L两端电压变大，灯变亮
例题精析
恒定电流电路的动态分析：
闭合电路动态分析的步骤:
(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况．
(2)判断闭合电路干路电流的变化情况．
(3)依据U=E-Ir，判断外电路电压(路端电压)的变化情况．
(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化．
课堂学习
针对训练
2.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是( )
A．A变大，V变大
B．A变小，V变大
C．A变大，V变小
D．A变小，V变小
滑片P向右移动滑动
变阻器接入电路的电阻变大
总电阻也变大
电流表示数变小
回路中电流减小
R0两端电压减小
滑动变阻器两端电压升高，电压表示数变大
B
三、闭合回路中的功率
课堂学习
1．电源的功率P：P＝IE(普遍适用)，
P＝＝I2(R＋r)(只适用于外电路为纯电阻的电路)
2．电源内阻消耗功率P内：P内＝I2r
3．电源的输出功率P出：P出＝IU外(普遍适用)
P出＝I2R(只适用于外电路为纯电阻的电路)
4．输出功率随外电阻R的变化关系：
课堂学习
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝，此时电源效率η＝50%.
(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．
(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大．
(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.
(5)P出与R的关系如右图所示．
例3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)电源的输出功率．
例题精析
纵坐标为电源的电动势
横坐标为短路电流
图线斜率的绝对值为内电阻
图线交点坐标即为工作电流和电压
例3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
例题精析
纵坐标为电源的电动势
横坐标为短路电流
图线斜率的绝对值为内电阻
解析：(1)由题图所示U－I图线知：电源电动势E＝4
V，短路电流I短＝4
A．
故内阻r＝＝1
Ω.
例3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：
(2)电源的路端电压；
例题精析
图线交点坐标即为工作电流和电压
解析：(2)由图象知：电源与电阻串联电流I＝1
A，此时对应路端电压U＝3
V.
例3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：
(3)电源的输出功率．
例题精析
由图线可以求出外电阻阻值
解析：(3)由图象知R＝3
Ω.故P出＝I2R＝3
W.
答案：(1)4
V,1
Ω (2)3
V (3)3
W(共20张PPT)
第二章
恒定电流
第
七
节
闭合电路欧姆定律
问题探究
问题探究一、右图是由电源和电阻构成的简单的闭合电路，分析电路，回答下列问题：
1.闭合电路有哪几部分组成？
2.各部分是否有电阻？
3.各部分是否有电压？
外电路
内电路
外电路:电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，用R表示
内电路:电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，用r表示
闭合电路的构成：
探究结论
外电路
内电路
问题探究二、闭合电路外电路和内电路的电势是如何变化的？
1、外电路电势的变化
外电路中沿电流方向电势降低
1
2
3
4
5
6
问题探究
2、内电路中电势的变化
b
a
b
a
电源内电路中，沿电流方向电势升中有降，升高E，并降低Ir
问题探究
内阻上电势降低
电势突升
电势突升
电源提供的电能为：W非静电力=qE=IEt
（1）合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能，如何计算？
问题探究三、闭合电路能量转化
问题探究
外电路
内电路
（2）合上开关，在时间t内，整个电路中电能转化为什么能？是多少？
外电路产生电热为：Q外=I2Rt
内电路产生电热为：Q内=I2Rt
电源提供的电能为：W=qE=IEt
（3）在时间t内，写出闭合回路的能量转化与守恒方程
外电路产生电热为：Q外=I2Rt
内电路产生电热为：Q内=I2rt
由能量守恒：
1、W=Q外+Q内
2、IEt=I2Rt+I2rt
4、E=U外+U内
3、E=IR+Ir
5、
问题探究
外电路
内电路
实验验证
电动势与内电压和外电压的关系
动画模拟
电路中的能量转化
探究结论
闭合电路欧姆定律．
(1)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．这个结论叫闭合电路的欧姆定律．
(2)表达式：I＝.
变式：E＝IR＋Ir或E＝U外＋Ir
或U外＝E－Ir.
思考：欧姆定律的三种表达形式对于纯电阻电路和非纯电阻电路是否都适用？
I＝只适用于外电路为纯电阻的闭合回路，E＝U外＋Ir和U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻电路也适用于非纯电阻电路．
问题探究
问题探究四、当外电阻变化时，路端电压如何变化？
A
V
探究结论
路端电压与负载的关系
1.路端电压——外电路两端的电压叫做路端电压。
路端电压是用电器（负载）的实际工作电压。
2.路端电压跟负载的关系：U=
IR
3.路端电压与电动势的关系：U端=E－IrE
4.路端电压随外电阻的变化：
①当外电阻增大时，电流减小，电压增大。
②当外电阻减小时，电流增大，电压减小。
a
b
a
b
5
两个特例：
（2）外电路短路时
（1）外电路断路时
探究结论
闭合电路的伏安特性曲线
——路端电压U随电流I变化的图象．
(1)图象的函数表达
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．
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
探究结论
例1
如图所示，电源电动势为6
V，内阻为1
Ω，R1＝5
Ω，R2＝10
Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10
Ω，求电路中的总电流的变化范围．
解析 当R3阻值为零时，R2被短路
R外＝R1＝5
Ω，I＝＝
A＝1
A.
典例精析
滑键滑到最左端时，R3为0，R2被短路
滑键滑到最右端时，R3为最大，R2与R3并联，再与R1串联
例1
如图所示，电源电动势为6
V，内阻为1
Ω，R1＝5
Ω，R2＝10
Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10
Ω，求电路中的总电流的变化范围．
当R3阻值为10
Ω时，外电阻最大
R并＝＝5
Ω，R外′＝R1＋R并＝10
Ω，
I′＝
≈0.55
A.
答案 0.55
A～1
A
典例精析
滑键滑到最左端时，R3为0，R2被短路
滑键滑到最右端时，R3为最大，R2与R3并联，再与R1串联
例2
如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2
Ω时，电压表读数为U1＝4
V；当电阻箱读数为R2＝5
Ω，电压表读数为U2＝5
V．求：电源的电动势E和内阻r.
可确定此时的电流I1
则有E=I1R1+I1r
可确定此时的电流I2
则有E=I2R2+I2r
答案：6V
1Ω
典例精析
1.在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，
求电路中的电流和路端电压.
R
S
E
r
答案：I
=
1
A
U
=
1.38V
课堂练习
2.
如图，R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。
1
A
R1
R2
2
E
r
答案:E
=
3V
r
=
1Ω
3、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少
答案:E=1.5V，r
=0.2Ω
课堂练习
4、如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图线可知，该电池的电动势E=
____V，电池的内电阻r=____Ω。
答案:E=1.5V，r
=1.1Ω
5、如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（
）
A、电压表的读数增大，电流表的读数减小
B、电压表和电流表的读数都增大
C、电压表和电流表的读数都减小
D、电流表的读数增大，电压表的读数减小
A
R1
R2
R3
V
A
课堂练习
