2.3 研究闭合电路—粤教版高中物理选修3-1课件

(共22张PPT)
2.3
研究闭合电路
一.
内外电路的认识
外电路:
——电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，R
内电路:
——电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，r
内电路
闭合电路
外电路
E
r
R1
R2
K
内电路
外电路
指出下面闭合电路中的内外电路？
二.电动势
1.要在电路中维持电流，电路中必须接有电源。电池是最常见的电源，此外还有发电机等。
2.电源的作用在于为电路提供电能。
3.电动势E表示电源提供电能的本领。
4.电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间的电压。
5.电动势用E表示，SI单位为：伏特，V
三.
闭合电路欧姆定律
1.闭合回路的电流方向：
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，即在电源内部，电流方向由负极流向正极，电势升高。
I
I
I
+
+
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2.电源的作用
I
作用：在电源两极产生并维持一个恒定的电势差
实质：将其他形式的能转化为电能的装置
非静电力
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。
在电源外部，静电力做功。
内电路与外电路中的总电流是相同的
a
b
c
d
b
d
a
c
4
3、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”。
抽水机
水压
水流
电源
电压
电流
（2）、大小：
（4）、符号、单位：
（3）、决定因素：
电源的电动势反映了电源的特性，由电源本身的性质决定，与外电路无关。
电源的电动势等于没有接入外电路时两极间的电压。
如:干电池1.5V,蓄电池2.0V
符号E、伏特V。
表征电源把其它形式的能量转化为
电能的本领。
二、电源的电动势（E）
（1）、物理意义：
3.
闭合电路欧姆定律实验研究
2.
电压表V1测量：外电路电压
U外
电压表V2测量：电源内部电路电压
（又称内电压）U内
课本P45“观察与思考”
实验表明：E=U1+U2
+
_
+
_
1.电压表V1测量：电源的电动势
（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．
4.
闭合电路欧姆定律
(1)
理论和实验表明：
E=U外+U内
即
（3）适用条件：只适用于纯电阻电路．
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
课本P49第2题
例：如图所示电路,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?
V1示数增大
V2示数增大
A示数减小
四.路端电压跟负载的关系
1.
路端电压——外电路两端的电压叫做路端电压。
2.
路端电压是用电器（负载）的实际工作电压。
3.
路端电压与电动势的关系：U端≤E
×
×
×
E
r
并联支路越多，外电路总电阻越小，则总电流就越大，内电压就越高，那路端电压就只能减小了
四.路端电压跟负载的关系
4.
路端电压跟负载的关系：U=E－Ir
(1)如图所示：
（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．
（外电路断路时的路端电压等于电源电动势）
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．
断路
（R=
∞）
短路
（R=
0）
r=
E
I短
或
对比以下两幅图象：
1.
甲图中图线在I轴上的截距表示电源的短路电流
2.
乙图中图线在I轴上的截距不表示电源的短路电流
１、路端电压随外电阻的变化规律
R增大，电流
，路端电压
R减小，电流
，路端电压
四、路端电压跟负载的关系
V
A
R
E
r
减小
增大
增大
减小
２、两个特例：
（2）外电路短路时
（1）外电路断路时
V
A
R
E
r
课本P49第1题
课本P46-47例题1、2
五.测量电源的电动势和内电阻
2.
实验数据处理方法比较：
（1）计算法：改变R的阻值，测量两组I、U的数据，代入公式可得方程组
为了减少误差，应通过多次测量，计算平均值
原理清晰但处理繁杂，偶然误差处理不好。
（2）作图法：原理清晰、处理简单，偶然误差得到很好处理，可以根据图线外推得出意想不到的结论。
1.实验电路如图所示：
E测
<
E真
r测
<
r真
五.测量电源的电动势和内电阻
1.
课本P47例题2的思路方法和电路图
测量电源的电动势和内电阻的3种方法
2.
课本P47实验的思路方法和图2-3-8的电路图
3.
课本P48实验与拓展
(1)
用一个电流表和电阻箱测量
电路如图2所示，测量原理为：
E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．
图2
图3
(2)
用一个电压表和电阻箱测量
测量电源的电动势和内电阻的其它两种方法：
E测
=
E真
r测
>
r真
E测
<
E真
r测
<
r真
安阻法
伏阻法