閉合電路歐姆定律拓展課ppt課件

1、一、電源：一、電源：2、電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)化、電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。為電能的裝置。1 1、什么是電源？它的作用是什么？、什么是電源？它的作用是什么？把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。+F非非RII。水流水流地勢(shì)高地勢(shì)高地勢(shì)低地勢(shì)低水輪機(jī)水輪機(jī)（負(fù)載）（負(fù)載）水泵水泵ABCMM 電源的作用不是產(chǎn)生電荷，而電源的作用不是產(chǎn)生電荷，而是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源的兩極產(chǎn)生并維持一個(gè)恒定的電源的兩極產(chǎn)生并維持一個(gè)恒定的電勢(shì)差電壓），從而在電路中形電勢(shì)差電壓），從而在電路中形成恒定的電流。成恒定的電流。 電源的工作過(guò)程

2、類似于右下圖電源的工作過(guò)程類似于右下圖所示的抽水機(jī)的工作過(guò)程。所示的抽水機(jī)的工作過(guò)程。電源是如何形成電流的？怎樣理解電電源是如何形成電流的？怎樣理解電源形成電流的過(guò)程？源形成電流的過(guò)程？ 凡是電源都具有把其他形式的能凡是電源都具有把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，但不同的電源轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，但不同的電源轉(zhuǎn)化電能的本領(lǐng)并不都是一樣的?；娔艿谋绢I(lǐng)并不都是一樣的。實(shí)驗(yàn)表明：那么怎樣來(lái)描述電源轉(zhuǎn)化電能的本領(lǐng)的那么怎樣來(lái)描述電源轉(zhuǎn)化電能的本領(lǐng)的大小呢？大小呢？ 2 2、電源電動(dòng)勢(shì)的概念、電源電動(dòng)勢(shì)的概念? ?物理意義物理意義? ?（1 1定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單

3、位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。（2 2意義：電動(dòng)勢(shì)表示電源將其他形式的能意義：電動(dòng)勢(shì)表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。+F非非R一、閉合電路一、閉合電路:1內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路。內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路。 （1內(nèi)阻內(nèi)阻r：內(nèi)電路的電阻。：內(nèi)電路的電阻。 （2內(nèi)電壓內(nèi)電壓U內(nèi)：內(nèi)： 內(nèi)電路上的電勢(shì)降落。內(nèi)電路上的電勢(shì)降落。2外電路：電源外部的電路。外電路：電源外部的電路。 （1外電阻外電阻R：外電路的電阻。：外電路的電阻。 （2路端電壓路端電壓外電壓外電壓U外：外電路兩端的電壓。外：外電路兩端的電壓。內(nèi)電路內(nèi)電路S外電路外電路1 1

4、、構(gòu)成：用導(dǎo)線把電、構(gòu)成：用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)源、用電器連成一個(gè)閉合電路。閉合電路。rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路 在外電路中，電流方向在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低。向電勢(shì)降低。 在內(nèi)電路中，即在電源在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過(guò)非靜電力做功使內(nèi)部，通過(guò)非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。2 2、閉合回路的電流方向、閉合回路的電流方向 內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。ababcd3 3、電路中的電勢(shì)變化情況、電路中的電勢(shì)變

5、化情況（1 1在外電路中，沿電流在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。方向電勢(shì)降低。（2 2在內(nèi)電路中，一方在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，向電勢(shì)也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢(shì)沿電流方向存在電勢(shì)“躍躍升升”。ababcdbdac討論討論1、若外電路中的用電器都是純電阻、若外電路中的用電器都是純電阻R，電流，電流I在在時(shí)間時(shí)間t內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？?jī)?nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？E外外=I2Rt2 2、內(nèi)電路也有電阻、內(nèi)電路也有電阻r r，當(dāng)電流通過(guò)內(nèi)，當(dāng)電流通過(guò)內(nèi)電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，

6、是多少？是多少？E內(nèi)內(nèi)=I2rt3 3、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t t內(nèi)內(nèi)非靜電力做多少功非靜電力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之間有什么關(guān)系？、以上各能量之間有什么關(guān)系？rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路 根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。的能的總和。W=E外外+E內(nèi)內(nèi)即：即：EIt=I2Rt+I2rt、表述：閉合的純電阻電路中的電、表述：閉合的純電阻電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比電路的

7、電阻之和成反比、對(duì)純電阻電路、對(duì)純電阻電路 rREIIrIRE 即rREI二、閉合電路歐姆定律二、閉合電路歐姆定律rREIIrIRE 說(shuō)明：說(shuō)明：二、閉合電路歐姆定律：二、閉合電路歐姆定律：IRU外 1、 是外電路上總的電勢(shì)降落，是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫路端電壓習(xí)慣上叫路端電壓.IrU內(nèi) 2 2、 是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓習(xí)慣上叫內(nèi)電壓. . (E=U +UEIR Ir外內(nèi)純電阻電路） （任何電路）3、外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路端電壓、如圖電路：、如圖電路：R R增大，電流減小，路端電壓增大增大，電流減小，路端電壓增大R R減小，電

8、流增大，路端電壓減小減小，電流增大，路端電壓減小路端電壓路端電壓: :IrEU三、路端電壓跟外電路電阻的關(guān)系三、路端電壓跟外電路電阻的關(guān)系 結(jié)論：端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的結(jié)論：端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減小而減小。減小而減小。、兩個(gè)特例：、兩個(gè)特例：（2 2外電路短路時(shí)外電路短路時(shí)/00RIE rU端，0RIE端， U（1 1外電路斷路時(shí)外電路斷路時(shí)ababbdcabdca（2 2圖象的物理意義圖象的物理意義: :rEI/短在橫軸上的截距表示電源的短路電流在橫軸上的截距表示電源的短路電流. .圖象斜率的絕對(duì)值表示圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，電源的

9、內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害（1 1圖象的函數(shù)表達(dá)：圖象的函數(shù)表達(dá)： UEIr、路端電壓、路端電壓U U 隨電流隨電流I I 變化的圖象變化的圖象 在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E E 小小 結(jié)結(jié)1 1閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 rREI2 2路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： IrEU（1 1表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正 比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2 2表達(dá)式表達(dá)式（1 1路端電壓隨外電路電阻路端電壓隨外電路電阻R R增大而增大增大而增

10、大/00RIE rU端，0RIE 端，U斷路斷路:短路短路:（2 2路端電壓路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 解：根據(jù)全電路歐姆定律，解：根據(jù)全電路歐姆定律，可列出方程組可列出方程組: 例例1: 如下圖，如下圖，R1 = 8.0 W，R2 = 5.0 W，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)當(dāng)單刀雙擲開關(guān) S 扳到位置扳到位置 1 時(shí)，則得的電時(shí)，則得的電流流 I1 = 0.2 A；當(dāng)；當(dāng)S 扳到位置扳到位置 2 時(shí)，測(cè)得電流時(shí)，測(cè)得電流 I 2 = 0.3 A。求電源電動(dòng)勢(shì)。求電源電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r。rSEAR1R212rIRIE111 rIRIE222 消去消去E ，可得電源的內(nèi)電

11、阻為，可得電源的內(nèi)電阻為電源的電動(dòng)勢(shì)為電源的電動(dòng)勢(shì)為rIRIE111 V80. 1V)0 . 120. 00 . 820. 0( 討論：此例給出了一種測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)討論：此例給出了一種測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法。和內(nèi)電阻的方法。112221I RI RrII 0 . 120. 030. 00 . 530. 00 . 820. 0 例例2：4盞盞 “220 V，100 W的燈泡，并聯(lián)的燈泡，并聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為后接在電動(dòng)勢(shì)為220 V、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為 2 W的電源的電源上。上。（1只打開只打開 1 盞燈時(shí)，此燈兩端的電壓是盞燈時(shí)，此燈兩端的電壓是多少？（多少？（2同時(shí)打開同時(shí)打開4 盞燈時(shí)，此燈

12、兩端盞燈時(shí)，此燈兩端的電壓又是多少？的電壓又是多少？121PUR 解解:（1根據(jù)燈泡上的額定電壓和額定功根據(jù)燈泡上的額定電壓和額定功率，計(jì)算出燈泡的電阻為率，計(jì)算出燈泡的電阻為 4841002202A45. 0A2484220 rREI 1 只打開只打開1盞燈時(shí)，外電阻盞燈時(shí)，外電阻R1 = 484 W，電路中的電流為電路中的電流為 （2同時(shí)打開同時(shí)打開4盞燈時(shí)，盞燈時(shí)， 外電阻為外電阻為 12142RR 電燈兩端電壓為電燈兩端電壓為V4 .216V1212121220 22222RrRERIU 討論：從此例可以看出，并聯(lián)的電燈開得討論：從此例可以看出，并聯(lián)的電燈開得越多，外電阻就越小，端電壓

13、就越小。越多，外電阻就越小，端電壓就越小。 電燈兩端的電壓為電燈兩端的電壓為111RIU V1 .219V48445. 0 例題分析例題分析UIabcO例例3:3:如圖是在同一坐標(biāo)系中畫出的如圖是在同一坐標(biāo)系中畫出的a a、b b、c c三個(gè)電源三個(gè)電源 的的UIUI圖象，其中圖象，其中a a和和c c的圖象平行，則以下判斷中正的圖象平行，則以下判斷中正確的是確的是 （ ） A. Ea Eb, ra = rb A. Ea Eb, ra = rb B. Ea Ec, ra = rc B. Ea Ec, ra = rc C. Eb = Ec, rb rc C. Eb = Ec, rb rc D.

14、Eb Ec, rb = rc D. Eb E2,r1r2B.E1E2,r1r2C.C.圖像交點(diǎn)所示的狀態(tài)，圖像交點(diǎn)所示的狀態(tài)， 兩電路的電阻相等。兩電路的電阻相等。D. E1E2,r1E2,r1r2閉合電路中的功率和效率閉合電路中的功率和效率 由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，內(nèi)外UUE所以由 IUIUEI內(nèi)外得：1電源提供的功率 （電源功率）： PEI總2電源的輸出功率（外電路得到的功率） PUI外外3電源內(nèi)阻上的熱功率 2PU IIr內(nèi)內(nèi)o RP出出Pmr4 4、電源的輸出功率、電源的輸出功率 : :當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為2222

15、222444E RREEEPrR rR rRrR rrRrEPm42(EPUPERRr只適用于純電阻電路）電源輸出功率隨外電阻電源輸出功率隨外電阻變化的圖線變化的圖線5 5、電源的效率、電源的效率: : 二、電源的效率二、電源的效率%100總出PPR取什么值時(shí)，電源的效率最高？取什么值時(shí)，電源的效率最高？E，rR%10011%100%100RrrRREIUI由圖線可以看出，電源由圖線可以看出，電源輸出功率小于最大功率輸出功率小于最大功率時(shí)，有兩個(gè)外電阻值：時(shí)，有兩個(gè)外電阻值：R1、R2，即，即解得解得PR1R2由圖可知由圖可知: :同一功率對(duì)應(yīng)著兩個(gè)電阻值同一功率對(duì)應(yīng)著兩個(gè)電阻值, ,兩個(gè)電阻

16、值兩個(gè)電阻值之間有何關(guān)系呢之間有何關(guān)系呢? ?222121)RE(RrRrRE）（221rRR例例1:1:在圖示電路中，電池的電動(dòng)勢(shì)在圖示電路中，電池的電動(dòng)勢(shì)E=5VE=5V，內(nèi)電，內(nèi)電阻阻r=10r=10，固定電阻，固定電阻R=90R=90，R0R0是可變電阻，是可變電阻，在在R0R0由由0 0增加到增加到400400的過(guò)程中：的過(guò)程中： 、何時(shí)電源的輸出功率最大？、何時(shí)電源的輸出功率最大？、何時(shí)電源效率最高？、何時(shí)電源效率最高？、何時(shí)固定電阻、何時(shí)固定電阻R R上消耗熱功率最大？上消耗熱功率最大？、何時(shí)、何時(shí)R0R0上消耗熱功率最大？上消耗熱功率最大？當(dāng)當(dāng)R0 =0時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)R0 =100

17、時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)R0 = 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)R0 =400 時(shí)時(shí) 例1 已知如圖，E =6V，r =4,R1=2，R2的變化范圍是010。求： 電源的最大輸出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。 E rR2R1 2.25W； 2W； 1.5W。 2 2、如下圖，、如下圖，R R為電阻箱，為電阻箱，V V為理想電壓表為理想電壓表 當(dāng)電阻箱讀數(shù)為當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2R1=2時(shí)，電壓表讀數(shù)時(shí)，電壓表讀數(shù)U1=4VU1=4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=5R2=5時(shí)，電壓表讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2=5VU2=5V求：求： (1)(1)電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì)E E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r r。 (2)

18、(2)當(dāng)電阻箱當(dāng)電阻箱R R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大功率最大? ?最大值最大值PmPm為多少為多少? ?6VE1r R1，P9W例例3 3：如圖：如圖, ,線段線段A A為某電源為某電源U UI I圖線圖線, ,線段線段B B為某電阻為某電阻R R的的U UI I圖線圖線, ,以上述電源和電阻組以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)成閉合電路時(shí), ,求求: :(1)(1)電源的輸出功率電源的輸出功率P P出多大出多大? ?(2)(2)電源內(nèi)部損耗的電功率電源內(nèi)部損耗的電功率P P內(nèi)是多少內(nèi)是多少? ?(3)(3)電源的效率電源的效率多大多大? ?U/VI/A012324

19、6AB 三、三、P總總 P內(nèi)內(nèi) P出隨電流變化圖像出隨電流變化圖像EIP 總rIIUP2內(nèi)內(nèi)P=IE-I2rR=0時(shí)，電流最大，時(shí)，電流最大，P總總P內(nèi)都最大且相等內(nèi)都最大且相等 1、電池甲和乙的電動(dòng)勢(shì)分別為、電池甲和乙的電動(dòng)勢(shì)分別為E1和和E2，內(nèi)，內(nèi)電阻分別為電阻分別為r1和和r2若用甲、乙電池分別向若用甲、乙電池分別向某個(gè)電阻某個(gè)電阻R供電，則在這個(gè)電阻上所消耗的供電，則在這個(gè)電阻上所消耗的電功率相同若用甲、乙電池分別向某個(gè)電功率相同若用甲、乙電池分別向某個(gè)電阻電阻R供電，則在供電，則在R上消耗的電功率分別為上消耗的電功率分別為P1和和P2，已知，已知E1 E2，RR，則，則r1_r2

20、， P1_P2。 例例4 4：如圖直線：如圖直線OACOAC為某一直流電源的總功為某一直流電源的總功率率P P隨電流隨電流I I變化的圖線變化的圖線, ,拋物線拋物線OBCOBC為同一為同一直流電源內(nèi)部熱功率直流電源內(nèi)部熱功率PrPr隨電流隨電流I I變化的圖變化的圖線線, ,若若A A、B B對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A2A，那么線段，那么線段ABAB表示的功率及表示的功率及I I2A2A對(duì)應(yīng)的外電阻分別對(duì)應(yīng)的外電阻分別是是A A、2W2W，0.5 0.5 B B、4W4W，2 2 C C、2W2W，1 1 D D、6W6W，22P/WO91C23I/AAB 某同學(xué)將一直流電源的總功率某

21、同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率、輸出功率PR和電源內(nèi)和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率部的發(fā)熱功率Pr隨電流隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如右圖中的如右圖中的a、b、c所示。則下列說(shuō)法中正確的是（所示。則下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、圖線、圖線b表示輸出功率表示輸出功率PR隨電流隨電流I變化的關(guān)系變化的關(guān)系B、圖中、圖中a線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率 C、在、在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、 C 三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PAPBPCD、b、c線的交點(diǎn)線的交點(diǎn)M與與a、b線的交點(diǎn)線的交點(diǎn)N 的橫坐標(biāo)之比為的橫坐標(biāo)之比為1:2，縱坐標(biāo)之比為，縱坐標(biāo)之比為1:4CD（上海（上海0505高考）高考）2 2、右圖中圖線、右圖中圖線表示某電池組的輸出電壓一電流關(guān)表示某電池組的輸出電壓一電流關(guān)系，圖線系，圖線表示其輸出功率一電流關(guān)系該電池組的表示其輸出功率一電流關(guān)系該電池組的內(nèi)阻為內(nèi)阻為當(dāng)電池組的輸出功率為當(dāng)電池組的輸出功率為120W120W時(shí)，電池組的輸出電壓是時(shí)，電池組的輸出電壓是V V 530課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練五、電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題 閉