物理:《閉合電路的歐姆定理》(魯科版選修31)_第1頁
物理:《閉合電路的歐姆定理》(魯科版選修31)_第2頁
物理:《閉合電路的歐姆定理》(魯科版選修31)_第3頁
物理:《閉合電路的歐姆定理》(魯科版選修31)_第4頁
物理:《閉合電路的歐姆定理》(魯科版選修31)_第5頁
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閉合電路歐姆定律第1頁導體中產(chǎn)生恒定電流條件:閉合電路導體兩端存在恒定電壓部分電路第2頁不接用電器時,電源兩極間電壓大小是由電源本身性質(zhì)決定。為了表征這種特征,物理學中引入電動勢概念。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間電壓。電動勢符號E電動勢單位伏特(V)×V思索:當開關(guān)打開時,伏特表讀數(shù)與電源電動勢有什么關(guān)系?當開關(guān)閉合時,二者還相等嗎?第3頁外電路:電源外部電路外電阻:外電路上電阻R外電壓:外電阻兩端電壓,內(nèi)電路:電源內(nèi)部電路內(nèi)電阻:電源內(nèi)部電阻r內(nèi)電壓:內(nèi)電阻兩端電壓U內(nèi)又叫路端電壓U外×整個電路稱閉合電路V內(nèi)電路rR電源第4頁試驗結(jié)論:

U外+U內(nèi)=定值A(chǔ)、B分別是電源正負極ABCDC、D分別是兩根探針V2V1用來測外電壓

U外V1V2用來測電源內(nèi)電壓

U內(nèi)電動勢:

E

=

U外+U內(nèi)

單位:伏特(V)R怎樣探究電動勢與內(nèi)、外電壓關(guān)系呢?方案一:試驗法第5頁U外=

IRU內(nèi)=

I rE=U外+U內(nèi)

電動勢和內(nèi)、外電壓關(guān)系對純電阻電路E=IR+Ir閉合電路歐姆定律閉合電路中電流跟電源電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路電阻之和成反比rR方案二:理論推導見書本74頁第6頁閉合電路歐姆定律1、電動勢:由電源本身性質(zhì)決定。單位:

伏特(V)【2】閉合電路中電流跟電源電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路電阻之和反比2、閉合電路歐姆定律:當電源沒有接入電路時

E

=

U外(適用條件:外電路為純電阻)【1】E

=

U外+U內(nèi)(適用:一切用電器電路)第7頁

例題:

如圖所表示電路,電源電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.12Ω,外電路電阻為1.38Ω,求電路中電流和路端電壓。解:由題意知,電動勢E=1.5V,外電阻R=1.38Ω,內(nèi)阻r=0.12Ω.由閉合電路歐姆定律得:

路端電壓為U=IR=1×1.38V=1.38V

第8頁路端電壓U隨外電阻R改變討論U外=IR外=ER外+r?R外=E1+rR外①當R外增大時,U外也隨之增大②當外電路斷開時,R外=∞,U外=E③當外電路短路時,R外=0,U外=0,I短=很大,普通情況下不允許外電路短路。Er討論:在電源末接入電路情況下,用電壓表直接測量電池兩極所得到數(shù)值,近似等于電源電動勢大小第9頁路端電壓隨電流改變U-I圖像①圖線與縱坐標交點表示電路斷開情況,交點縱坐標為電源電動勢E.②圖線與橫坐標交點表示外電路短路情況,交點橫坐標為短路電流I短=E/r.③圖線斜率值(tan)表示電源內(nèi)電阻r=△U/△I.【注意】若縱軸原點不在兩軸交點時,此結(jié)論不成立U=E—Ir知:U是I一次函數(shù)第10頁電源三個功率以及關(guān)系第11頁

電源輸出功率隨外電阻改變討論①電源總功率P總=IE②內(nèi)耗功率:P內(nèi)=I2r③輸出功率:P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU外=I2R外當外電阻為純電阻電路時當R外=r時,P出最大,且最大值為P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外由圖可知:同一功率對應著兩個電阻值,兩個電阻值之間有何關(guān)系呢?第12頁例題:已知如圖,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2改變范圍是0-10Ω。求:①電源最大輸出功率;②R1上消耗最大功率;③R2上消耗最大功率。

ErR2R1①

2.25W;②

2W;③1.5W。第13頁思索與研究

對于普通電源,我們極難對它進行拆裝,那么我們該怎么來測量電源電動勢和內(nèi)阻呢?要用到哪些儀器?步驟怎樣?第14頁例、在所表示電路中,R1=14.0Ω,R2=9.0Ω,當開關(guān)S扳到位置1時,電流表示數(shù)為I1=0.20A;當開關(guān)S扳到位置2時,電流表示數(shù)為I2=0.30A,求電流電動勢和內(nèi)電阻。假如沒有電流表,只有電壓表,怎樣設(shè)計試驗測量電源內(nèi)阻和電動勢R1R2A12ErSR1R212ErSV一個測量電源電動勢和內(nèi)電阻方法第15頁例題:如圖所表示,圖線a是某一蓄電池組伏安特性曲線,圖線b是一只某種型號定值電阻伏安特性曲線.若已知該蓄電池組內(nèi)阻為2.0Ω,則這只定值電阻阻值為______Ω。現(xiàn)有4只這種規(guī)格定值電阻,可任意選取其中若干只進行組合,作為該蓄電池組外電路,則所組成這些外電路中,輸出功率最大時是_______W。U/VI/Ao2015105ab解:由圖象可知蓄電池電動勢為20V。

由斜率關(guān)系知外電阻阻值為6Ω。

用3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻,外電阻等于2Ω,因此輸出功率最大為50W。

第16頁

閉合電路中變量分析(1)保持不變量只有電源電動勢和內(nèi)電阻,電流、電壓、電功率等都隨外電阻改變而改變

(2)I、U、P公式:電流I=E/(R外+r).內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir=Er/(R外+r).外電壓U外=IR外=E-Ir.總功率P總=IE.第17頁例題:如圖所表示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.當滑動變阻器觸片P從右端滑到左端時,發(fā)覺電壓表V1、V2示數(shù)改變絕對值分別為ΔU1和ΔU2,以下說法中正確是()A、小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B、小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C、ΔU1<ΔU2D、ΔU1>ΔU2

V2V1L1L2L3P第18頁V2V1L1L2L3P解:滑動變阻器觸片P從右端滑到左端,總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小。

與電阻串聯(lián)燈泡L1、L2電流增大,變亮,與電阻并聯(lián)燈泡L3電壓降低,變暗。

U1減小,U2增大,而路端電壓U=U1+U2減小,所以U1改變量大于U2改變量,B、D第19頁閉合電路U-I圖象

Uo

IEU0M(I0,U0)βαbaNI0Im1)右圖中a為閉合電路U-I圖象b為部分電路(外電阻)U-I

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