2.7 闭合电路的欧姆定律 20张PPT

复习回顾:
1、什么是电源？
2、电源电动势的概念?物理意义?
把其它形式的能转换成电能的装置。
（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。
（2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？
W = I U t
对于纯电阻电路
用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。
外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路.
内电路:电源内部是内电路.
闭合电路
部分电路
内电路
外电路
在外电路中，电流方向由正极流向负极。
在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。
1、闭合回路的电流方向
内电路与外电路中的总电流是相同的。
2、电路中的电势变化情况
（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”。
模型2
U内
U外
E
+
+
+
3.讨论闭合回路中的能量转化关系
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？
内电路
外电路
E外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？
E内=I2rt
3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功
W=Eq＝EIt
4、以上各能量之间有什么关系？
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=E外+E内
即：EIt=I2Rt+I2rt
２、表述：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
１、对纯电阻电路
二、闭合电路欧姆定律
说明：
U外=E-Ir
适用于外电路为纯电阻电路的闭合电路
既适用于外电路为纯电阻电路，也适用于外电路为非纯电阻电路的闭合电路
如图所示电路，电源电动势E为1.5V，内阻r为0.12Ω ，外电路的电阻R为1.38Ω ，求电路中的电流和路端电压。

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外电路两端的电压叫路端电压，电路中消耗电能的元件称为负载。
１、如图电路：
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
路端电压:
三、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
断路时的路端电压等于电源电动势（测电源电动势的依据）
由于r很小，电路中电流很大，会烧坏电源甚至引起火灾。因此绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。
３、电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象．
（1）图象的函数表达：
U—I图象
I/A
U/V
●
●
（0 E）
（E/r 0）
（2）图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．
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．
坐标原点为（0,0）
④图线中某点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，
即图中矩形面积表示电源在路端电压为U时的输出功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
说明：外电路可以是任何电路。
4、电源的输出功率 :

可见电源输出功率随外电阻变化的
图线如图所示，而当内外电阻相等
时，电源的输出功率最大，为

5、电源的供电效率:


（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，
η=50%。
1、 如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,理想电流表读数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。
E = 3V
r = 1Ω
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