第二講歐姆定律及應(yīng)用第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三一、部分電路歐姆定律（1）內(nèi)容：注意：歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電.（2）公式:導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比．第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三（3）電阻的伏安特性曲線0IU0IUR2R10IR4R3U0IU第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三三、閉合電路的歐姆定律⑴內(nèi)容：⑵閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式：②

E=U外+U內(nèi)

①

（I、R間關(guān)系）③U外=E-Ir

（U外、I

間關(guān)系）閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比．ErRIU外第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三（3）討論：U外=E-Ir(E、r是常量，R、I、U外、U內(nèi)是變量)a.當(dāng)外電阻R減小時，則I;E=U外+U內(nèi)

增大增大減小內(nèi)電壓U內(nèi);外電壓（路端電壓）U外ErRIU外第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三b.當(dāng)外電路短路即外電阻為零時，U外=E-Ir(E、r是常量，R、I、U外是變量)E=U外+U內(nèi)

（3）討論：ErRIU外U外=0U內(nèi)=E第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三U外=E-Ir(E、r是常量，R、I、U外是變量)E=U外+U內(nèi)

（3）討論：c.當(dāng)外電路斷開時，U外

=E．這就是說，開路時的外電壓（路端電壓）等于電源的電動勢.ErRIU外S第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三

練習(xí)1：如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，外電路接有定值電阻R1和滑動變阻器R，合上開關(guān)K，當(dāng)滑動變阻器的滑動頭P從R的最左端移到最右端的過程中()A．電壓表讀數(shù)一定變大B．電壓表讀數(shù)一定變小C．R1消耗的功率一定變小D．R消耗的功率一定變小VR1ErK

R

PAC第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三四、電源的功率（2）電源的輸出功率（3）電源內(nèi)部消耗的功率（1）電源的總功率第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三五、關(guān)于電源的輸出功率的討論ErR1、如圖，已知電源電動勢E、內(nèi)阻r，外電阻的最大值Rm＞r,求電源的有最大輸出功率的條件、最大輸出功率Pm。第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三解:由閉合電路歐姆定律得：聯(lián)立①②式解得：當(dāng)R=r時取等號，輸出功率有最大值電源的輸出功率P=I2R①②第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三ORP出Pmr（1）條件：R=r（2）ErR1、如圖，已知電源電動勢E、內(nèi)阻r，外電阻的最大值Rm＞r,求電源的有最大輸出功率的條件、最大輸出功率Pm。第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2、如圖，已知電源E、r、外電阻的最大電阻Rm，若Rm＜r，求電源的有最大輸出功率的條件及Pm。ErR（1）條件：滑動變阻器電阻R為最大值Rm時（2）ORP出Pmr第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三3、如圖，已知E、r、R0，外電路的總電阻的最大值大于r,求電源的有最大輸出功率的條件及Pm。RErR0（1）條件：R+R0=r（2）ORP出Pmr第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三4、如圖，已知E、r、R0，若R0大于r，求電源的有最大輸出功率的條件及Pm。RErR0（1）條件：滑動變阻器的電阻R=0（2）ORP出Pmr第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三R05、如圖，已知E、r、R0、滑動變阻器的最大電阻Rm，求滑動變阻器R消耗的最大功率的條件及Pm。REr

（1）若滑動變阻器的最大電阻Rm大于電源的內(nèi)阻r和定值電阻R0之和，則當(dāng)R=r+R0時滑動變阻器消耗的功率有最大值（2）若滑動變阻器的最大電阻Rm小于電源的內(nèi)阻r和定值電阻R0之和，則當(dāng)滑動變阻器的電阻為最大值Rm時滑動變阻器消耗的功率有最大值第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)2：如圖所示電路，R1為變阻器，R2為定值電阻，r為電源內(nèi)阻，且r>R2。若R1上的電功率為P1，R2上的電功率為P2。以下敘述中正確的是（）(A)要使P1與P2的和最大，必須使R1=r－R2。(B)要使P1最大，必須使R1=R2+r。

(C)要使P2最大，必須使R2=R1+r。(D)（P1+P2）的最大值，由ε和r決定。ε

rR1R2ABD第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)3：如圖15所示，電源的電動勢E＝7.5V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R2＝12Ω，電動機(jī)M的線圈的電阻R＝0.50Ω．閉合開關(guān)S，電動機(jī)轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后，電壓表的示數(shù)U1＝4V，電阻R2消耗的電功率P2＝3.0W．求電動機(jī)轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后：（1）電路的路端電壓.（2）通過電動機(jī)的電流．MVR1ErS

R2第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三3．如圖5所示的是甲、乙、丙三個電源的U—I圖線，甲和丙兩圖線平行，下列判斷正確的是()A．甲電源的電動勢比乙大B．乙電源的電動勢和內(nèi)阻都比丙電源大C．甲和丙電源的內(nèi)阻相等D．甲電源內(nèi)阻最大，丙電源內(nèi)阻最小0IU甲丙乙圖5BC第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三4．有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)為“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則 （）A．電解槽消耗的電功率為120W B．電解槽發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60W D．電路消耗總功率為60WC第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三解答：（1）路端電壓等于R2兩端的電壓，（2）電源的電動勢E=U2＋I(xiàn)r，由此得干路電流通過R2的電流通過電動機(jī)的電流I1=I－I2=(1.5-0.5)A=1.0A第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三5．（15分）如圖所示，電解槽A和電爐B并聯(lián)后接到電源上，電源內(nèi)阻r=1Ω，電爐電阻R=19Ω，電解槽電阻。r′=0.5Ω當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電爐消耗功率684W；S1、S2都閉合時電爐消耗功率475W（電爐電阻可看作不變）。試求：（1）電源的電動勢；（2）S1、S2都閉合時，流過電解槽的電流大??；（3）S1、S2都閉合時，電解槽中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率。解：（1）當(dāng)S1閉合S2斷開時電爐功率為P1電爐中電流電源電動勢E=I(R+r)=120VAS1S2B第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三（2）當(dāng)S1、S2都閉合時電爐功率為P2電爐中電流電源路端電壓為U=IR

R=5×19=95V通過電源的電流為通過電解槽的電流為IA=I-IR=20A（3）電解槽消耗的電功率

PA

=IA

U=20×95=1900W電解槽內(nèi)熱損耗功率P熱

=IA2

r′

=202×0.5=200W電解槽轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率P化

=PA

-P熱

=1700W第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三6．如圖所示的電路中，電源的電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω；電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω；電容器的電容C=10μF.電容器原來不帶電.求接通電鍵K并達(dá)到穩(wěn)定這一過程中流過R4的總電量。

R2R3R4R1ErKC解：由電阻的串并聯(lián)公式,得閉合電路的總電阻為由歐姆定律得,通過電源的電流I=E/R=1/3A

電源的端電壓U=E-Ir=8/3

V電阻R3兩端的電壓通過R4的總電量就是電容器的電量Q=CU′=2.0×10-5C第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三7.小張同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的a、b、c所示，則下列判斷正確的是()A.直線a表示電源的總功率B.曲線b表示電源的輸出功率C.電源的電動勢E=3V.內(nèi)電阻r=1ΩD.電源的最大輸出功率Pmax=9W321P/W369I/A0acbAC解見下頁第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三321P/W369I/A0acb解：電源的總功率PE=IE∝I所以直線a表示電源的總功率電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr=I2r∝I2所以曲線b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率輸出功率由直線a，E=P/I=9/3=3V

由曲線b,r=Pr/I2=9/32=1

Ω

第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三六、閉合電路的U-I圖象右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。籥與縱軸的交點坐標(biāo)表示電源的電動勢；b的斜率的絕對值表示外電阻的大小;兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積表示電源的輸出功率；uOIIm

iEUM（I，U）βαb

aN當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時)圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）。第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三串聯(lián)電路的特征：七、串、并聯(lián)電路的基本特征1.①I=I1=I2=I3=…②U=U1+U2+U3+…③R=R1+R2+R3+…④⑤第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三并聯(lián)電路的特征：2.①I=I1+I2+I3+…②U=U1=U2=U3=…③④I1R1=I2R2=I3R3=