人教版高二物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律 课件 (共43张PPT)

(共43张PPT)
2.7
闭合电路的欧姆定律（一）
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。
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
一、闭合电路
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
r
E
R
K
内电路
外电路
等效成→
外电路中：正极→负极
内电路中：负极→正极。
1、闭合回路的电流方向
I内
=
I外（内、外电路电流相等）
a
b
c
d
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:
①存在内阻，沿电流方向电势也降低；
②沿电流方向存在电势“跃升”。
b
d
a
c
r
E
R
K
内电路
外电路
Q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？
Q内=I2rt
3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功
W非=Eq＝EIt
4、以上各能量之间有什么关系？
3.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？
由能量守恒定律，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。
即：EIt=I2Rt+I2rt
W非=Q外+Q内
二、闭合电路欧姆定律：
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．
（条件：外电路为纯电阻）
说明：
1、IR=U外——外电路上总的电势降落，
习惯上叫外电压（或路端电压）
2、Ir=U内——内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.
常用变形式：E
=
U外
+
Ir
（一切电路）
E
=
U外
+
U内（一切电路）
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
路端电压：即外电压，也是电源两极间的电压
２、两个特例：
（2）外电路短路时
（1）外电路断路时
a
b
３、电源的外特性曲线——（即电源的U-I图像）
路端电压
U
随电流
I
变化的图象．
①纵截距------电动势E．
②横截距------短路电流
③斜率的绝对值---内阻
小结
1．闭合电路欧姆定律
2．路端电压跟负载的关系：
（1）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．
（2）表达式
（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大
断路
短路
（2）路端电压U随电流I变化的图象．
1、在如图所示的电路中，电源的电动势为
9V，内阻为1Ω，外电路的电阻R1为17Ω，
求电路中的电流和路端电压.若将电阻换为R2=35Ω，情况如何？
R
S
E
r
课堂训练
2.7
闭合电路欧姆定律
（二）
四、闭合电路中的功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等
得
1．电源的功率
2．电源的输出功率（外电路得到的功率）
3．电源内部消耗的功率
4、电源效率
P总=E
I
=
P出+P内
　总结：电路中的功率及效率问题
六、电路的动态分析问题
闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。
讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。
思路:
局部
整体
局部
例1、当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?
课堂训练
V1示数增大
V2示数增大
A示数减小
例3
如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
V2
V1
L1
L2
L3
P
B
D
练、在如图电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P
向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是
（
）
A、U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．
B、U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．
C、U2/I变大，ΔU2/ΔI不变．
D、U3/I变大，ΔU3/ΔI不变．
答案：ACD
七、含有电容器的直流电路
八、电路故障分析
一、电路故障的原因
1
、断路的特点
电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差
造成的结果
电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大
2
、短路的特点
被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过
电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大
造成的结果
A
L2
R2
R3
R1
R4
L1
A
L1
R1
R2
R3
R4
L2
等效电路图
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。
1
A
R1
R2
2
E
r
E
=
3V
r
=
1Ω
课堂训练
2、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?
E=1.5V，r
=1.5Ω
AC
4、
A、B
3、
例1
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2
直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线,若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率为
W,
I=2A对应的外电阻是
Ω.
P/W
I/A
O
1
2
3
A
B
C
9
2W
0.5Ω
（上海05高考）
　1、右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为＿＿＿＿＿Ω．当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是＿＿＿＿＿V．
5
30
课堂训练
2、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，电压表读数为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?
R＝1Ω，P＝9W
例4.已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（
）
A.增大R1
B.增大R2
C.增大R3
D.减小R1
R1
R3
R2
E
C
A
B
B
C
C
C
R1
R2
R3
CD
4．如图10--3所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中正确的有
（
）
A、C1的电量增多，C2的电量减少
B、C1的电量减少，C2的电量增多
C、C1、C2的电量都增多
D、C1、C2的电量都减少
图10—3
D
课堂训练
5、如图所示，电源电动势ε=12伏，内阻r=1欧，电阻R1=3欧，R2=2欧，R3=5欧，电容器的电容量C1=4μF,C2=1μF,求C1、C2所带电量。
Q1=1.6×10-5库
Q2=10-5库
课堂训练
A
例5
如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是
（
）
A、R1断路
B、R2断路
C、R3短路
D、R4短路
6、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，
后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推
断这故障可能是
（
）
A．a灯灯丝烧断
B．电阻R2断
C．电阻R2短路
D．电容被击穿短路
课堂训练
B