物理魯科版（2019）必修第三冊 4.1閉合電路的歐姆定律課件

第1節(jié)

閉合電路歐姆定律第4章閉合電路歐姆定律與科學用電1．電源的電動勢是反映電源（通過非靜電力做功）把其它形式的能轉化為電能本領的物理量．2．電動勢在數(shù)值上等于在電源內部非靜電力把

正電荷從負極移送到正極所做的功.(若用E表示電動勢，用W表示非靜電力移送電荷q做的功，則公式為.)3．電源內部也是由導體組成的，因此也有電阻，叫電源的

,它是一個定值.一、電動勢概念內阻1CE=W/q二、閉合電路的歐姆定律1、閉合電路的組成，(1)閉合電路：用導線把電源、用電器連成的電路（2）外電路：電源外部的電路，在外電路中，正電荷在恒定電場力的作用下由電源的正極移向負極，所以，沿電流方向電勢降低。外電路的電阻叫外電阻R，外電路兩端的電壓叫外電壓（路端電壓）用U外

（3）內電路：電源內部的電路，在內電路中，非靜電力把正電荷從電源的負極移動到正極，所以，在電源內部，沿電流方向電勢升高。內電路的電阻叫內電阻r，內電路兩端的電壓叫內電壓,用U內表示U外U內內電阻E2、閉合電路中的能量轉化在外電路中，靜電力做功，電能轉化為其它形式的能，在內電路中，非靜電力做功把把其它形式的能轉化為電能3、閉合電路的歐姆定律（1）推導：對純電阻電路，設電源的電動勢為E,外電阻為R.內電阻為r閉合電路中的電流為I,在時間t內，非靜電力的功：

外電路中產(chǎn)生的熱量內電路中產(chǎn)生的熱量由能量守恒得：所以W=Q1+Q2EIt=I2Rt+I2rt（2）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。（3）、公式E=U外+Ir

（普適）(僅適用純電阻電路）（4）注意：1、用電壓表接在電源兩端時測得的電壓是外電壓，不是電動勢，更不是內電壓。2、當電源未接入電路時，因無電流通過內電路，所以，此時U內=0，U外=E，即：電動勢等于開路時的路端電壓。3、I=E/(R+r)只適用于純電阻電路，但U外=E—Ir,E=U外+U內適用于任何電路。4、閉合電路的歐姆定律反應的是電動勢和電壓的數(shù)量關系，但是它們的本質是不同的。電動勢反應的是電源把其它形式的能轉化為電能的本領的大??；而電壓反應的是外電路中電能轉化為其它形式額能的本領的大小。三、路端電壓與負載的關系1.干路電流與外電阻的關系:R外→∞，I干=0R外

=0，I

干=Im=I短路＝E/r2、路端電壓：外電路兩端的電壓，也叫外電壓，即電源兩極之間的電壓。3、路端電壓與電流的關系：

（1）公式:

U=E—Ir

當電路開路時，I=0，則U=E,即電動勢等于開路電壓。

當電路短路時，U=0,則I短=E/r(短路電流一般很大）

（2）U---I圖像

UI短EIO圖象的物理意義

①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E．

②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對值表示電源的內阻．4、路端電壓U隨外電阻R關系U=IR=ER+r?R=E1+rR由上式U—R可得圖象如圖所示從圖可以看出：(1)當R增大時，U也隨之增大。(2)當外電路斷開時,R=∞,U=E。(3)當外電路短路時,R=0,U=0,I短=一般情況下不允許外電路短路。Er0RUEE2r四.閉合電路中的功率(1)電源的工作功率P=IE(2)內耗功率：P內=I2r(3)輸出功率：P出=P-P內=IE-I2r=IU當外電阻為純電阻電路時P出=I2R=E2R(R+r)2=E2+4r(R-r)2R當R=r時,P出最大，且最大值為P出m=E24r0RP出E24rrP出—R圖線如圖所示當R>r時，隨著R的增加，P出減少當R<r時，隨著R的增加，P出增加當R=r時，P出=E2/4R=E2/4r最大4．電源的效率：注意：電源的輸出功率最大時，其效率為例題1、以下說法中正確的是A．在外電路中和電源內部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷定向移動形成電流B．靜電力和非靜電力都可以使電荷移動所以本質上都是使電荷的電勢能減少C．在電源內部正電荷能從負極到正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力D．靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加典例透析答案：D2．有兩個相同的電阻R，串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上，電路中的電流為I；將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時流過電源的電流為4I/3，則電源的內阻為(

)A．R

B.R/2C．4R D．R/8解析：由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝(＋r)，由以上兩式可得r＝4R.答案：C3.如圖所示，電源電動勢E＝10V，內阻r＝0.2Ω，標有“8V

16W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電動機線圈電阻R0＝0.15Ω，則電源的輸出功率為(

)解析：電路的總電流I＝(E－U額)/r＝(10－8)/0.2A＝10A，則電源的輸出功率為P＝IU額＝10×8W＝80W．A．16W

B．440WC．80W D．400W答案：C

【例4】如圖所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A．當S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動勢和內電阻．【例5】

如圖所示的電路中，所用電源的電動勢E＝4V，內電阻r＝1Ω，電阻R1可調．現(xiàn)將R1調到3Ω后固定.已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)開關S斷開和接通時，通過R1的電流分別為多大？(2)為了使A、B之間電路的電功率在開關S接通時能達到最大值，應將R1的阻值調到多大？這時A、B間消耗的最大電功率是多少？[答案]

(1)0.4A

0.667A

(2)0

3.556W1．關于電源的電動勢，下列說法中正確的是(

)A．電源電動勢的大小等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓的大小，所以當電源接入電路時，電動勢的大小將發(fā)生變化B．電路閉合時，并聯(lián)在電源兩端的電壓表的示數(shù)就是電源電動勢的值C．電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉化為電勢能的本領大小的物理量D．在閉合電路中，電動勢等于內、外電路上電壓之和，所以電動勢實際上就是電壓答案：C課堂訓練2.如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率隨電流I變化的圖線，曲線OBC表示同一直流電源內部的熱功率隨電流I變化的圖線．若A、B點的橫坐標均為1A，那么AB線段表示的功率為(

)A．1W B．6W

C．2W

D．2.5W

答案：C3.如圖所示，閉合開關S，電路穩(wěn)定后，水平放置的平行金屬板間的帶電質點P處于靜止狀態(tài)，若將滑動變阻器R2的滑片向a端移動，則(

)A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小C．R1消耗的功率減小 D．質點P將向下運動解析：由題圖可知，R1與滑動變阻器串聯(lián)；電容器與變阻器并聯(lián)；當滑片向a端移動時，滑動變阻器接入電路電阻減小，總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；路端電壓減小，同時R1兩端的電壓增大，所以電壓表示數(shù)減小，電流示數(shù)增大，故A、B錯誤．流過R1的電流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C錯誤．電容器板間電壓減小，板間電場強度減小，故質點P受到的向上電場力減小，則重力大于電場力，質點P將向下運動，故D正確．答案：D4.如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r.當可變電阻的滑片P向b點移動時，電壓表的讀數(shù)U1與電壓表

的讀數(shù)U2的變化情況是(

)A．U1變大，U2變小

B．U1變大，U2變大C．U1變小，U2變小

D．U1變小，U2變大

答案：A5.如圖，電源電動勢ε=10V，內阻不計，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．(1)閉合電鍵S，求穩(wěn)定后