单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,闭合电路欧姆定律,闭合电路欧姆定律,1,第三节 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,第三节 研究闭合电路一.内外电路的认识外电路:,2,1.电动势和内电阻,电动势,：（1）物理意义：表征电源将其它形式能转化为电能本领的物理量。电源的作用在于为电路提供电能。电动势,E,表示电源提供电能的本领。,（2）定义：非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功,与被移送电量的比。,（3）在闭合电路中，电动势在数值上等于电源在没有接入电路时两极间的电压。,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。,1.电动势和内电阻（3）在闭合电路中，电动势在数值上等于,3,内电压:电流通过电源内电路时，也有电压降落 U,内,=Ir,电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。,内电阻：,电源内电路上的电阻,内电压:电流通过电源内电路时，也有电压降落 U内=Ir,4,第三节 研究闭合电路,三.闭合电路欧姆定律,理论和实验表明：,E,=,U,外,+,U,内,第三节 研究闭合电路三.闭合电路欧姆定律理论和实验表明：,5,2.闭合电路欧姆定律,在闭合电路中，电流与电源的电动势成正比，与电路中的总电阻成反比。,表达形式有：,E=U,外,+U,内,（I、R间关系）,U=E-Ir （U、I间关系）,（U、R间关系）,2.闭合电路欧姆定律,6,第三节 研究闭合电路,闭合电路欧姆定律实验研究,实验表明：,E,=,U,1,+,U,2,第三节 研究闭合电路闭合电路欧姆定律实验研究实验表明：E=,7,1、如图所示是研究电源内、外电压的实验装置“+”“-”是电池的两极，A、B是位于两极内侧探针，电压表V,1,、V,2,分别接在电池的两极和探针的两极上，R是滑动变阻器，P是它的滑动触头，下述正确的是：,A、P向右滑动时V,1,示数增大,B、,P向右滑动时V,2,示数减少,C、,电压表,V,2,跟A端相连的接,线柱应是“+”接线柱,D、,电压表,V,2,跟B端相连的接,线柱应是“+”接线柱,A,B,1、如图所示是研究电源内、外电压的实验装置“+”“-”是电池,8,（二）路端电压与负载的关系,1、理论探索（推理）路端电压与负载的关系,思考4：对给定的电源，,E,、,r,均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？,思考5：外电阻增大时，路端电压如何变化？,依据规律公式：,结论,：,当外电阻增大时，,电路中的电流减少，,路端电压增大,（二）路端电压与负载的关系当外电阻增大时，电路中的电流减少，,9,实验验证（观察）,当负载电阻变大时，闭合电路的电流I变,，路端电压U变_,当负载电阻变小时，闭合电路的电流I变,，路端电压U变 _,思考六：下列两种特殊情况下闭合电路的电流、路端电压的变化情况：,外电路断开时，结论：,外电路短路时，结论,：,R,，I=0,U=E,R=0,，I=E/r,U=0,实验验证（观察）思考六：下列两种特殊情况下闭合电路的电流、路,10,例1、如图所示，当滑动变阻器的滑动触点向下移动时（）,A、电压表V的读数增大，电流表A 的读数减小,B、电压表V的读数减小，电流表A 的读数增大,C、电压表V和电流表,A 的读数都减小,D、电压表V和电流表,A 的读数都增大,R,1,R,2,R,3,E,r,A,V,例1、如图所示，当滑动变阻器的滑动触点向下移动时（,11,电路动态分析的基本思路：,局部整体局部,电路动态分析的基本思路：,12,1、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器练成一闭合电路，则它的路端电压是：（）,A0.10V B0.20V,C、0.30V D0.40V,1、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为,13,2、手电筒的两节干电池，已经用了很长时间，灯泡只能发出很微弱的光，把他们取出来，用电压表测电压，电压表的示数很接近3V，再把他们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是：（）,这两节干电池的电动势减小了很多,这两节干电池的内电阻增大较大,这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡的额定电压小,这台电子钟正常工作时电流一定比小灯泡正常工作时电流小,A.B.C.D.,2、手电筒的两节干电池，已经用了很长时间，灯泡只能发出很微弱,14,3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）：,U=E-Ir,两图像的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率.,a为电源的U-I图象，图像纵截距表示电源的电动势E，图像斜率正切值的绝对值表示内电阻，即：,b,U,0,M,（,I,0,U,0,）,U,E,I,0,I,m,I,a,b为外电阻的U-I图象,3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）：U=E-,15,例,2.,如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻,R,1,=10,，,R,2,=8,当电键,S,接位置,1,时，电流表的示数为,0.20A,那么当电键,S,接位置,2,时，电流表的示数可能是下列的哪些值,A.0.28A B.0.25A,C.0.22A D.0.19A,2,A,R,1,R,2,1,S,例2.如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10,16,I/A,U/V,O,R=10,R=8,0.2,2.0,0.25,I/AU/VOR=10R=80.22.00.25,17,例,3.,如图所示，电源电动势为,E,，内电阻为,r,当滑动变阻器的触片,P,从右端滑到左端时，发现电压表,V,1,、,V,2,示数变化的绝对值分别为,U,1,和,U,2,，下列说法中正确的是,A.小灯泡L,1,、L,3,变暗，L,2,变亮,B.小灯泡L,3,变暗，L,1,、L,2,变亮,C.U,1,U,2,L,1,L,2,L,3,P,V,2,V,1,例3.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻,18,例4.如图，图线a是一电源的伏安特性曲线，图线b是一定值电阻的伏安特性曲线若已知该电源的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W,U,/V,I,/A,o,20,15,10,5,a,b,例4.如图，图线a是一电源的伏安特性曲线，图线b是一,19,4.电源的功率和效率,功率,：,电源的功率（电源的总功率）P,E,=EI,电源的输出功率P,出,=UI,电源内部消耗的功率P,r,=I,2,r,电源的效率,（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,4.电源的功率和效率（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,20,电源的输出功率,当内外电阻相等时，,电源的输出功率最大为,O,P,出,P,m,r,R,电源的输出功率 当内外电阻相等时，O,21,例1.已知如图，E=6V，r=4，R,1,=2，R,2,的阻值变化范围是0-10。求：电源的最大输出功率；R,1,上消耗的最大功率；R,2,上消耗的最大功率。,E r,R,2,R,1,例1.已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的阻,22,解法点拨,：,求物理量的极值和出现极值的条件，关键是抓住影响物理量数值变化的原因，写出所求量与引起变化的物理量之的关系式，再力用数学求极值的方法对关系时进行处理。,物理中经常用到的数学求极值的方法,平均值定理,二次函数求极值,三角函数求极值,解法点拨：,23,解动态分析问题的思路：,1.看局部电路的变化,2.判断总电流的增减,3.判断定值电阻的电流和电压的变化,4.灵活运用整体和局部的关系，判断变化电阻的电流和电压,解动态分析问题的思路：,24,例,5,有两个定值电阻,R,1,和,R,2,，已知,R,1,R,2,。把它们串联起来，等效电阻是,9,；把它们并联起来，等效电阻是,2,。如果把这两个电阻串联后接到电动势为,E,、内电阻为,r,的电池两极间，这时,R,1,消耗的电功率是,24 W,。为了把这两个电阻并联后接到同一电源的两极间，使,R,2,所消耗的电功率,24 W,，需对电源有一定的要求。求满足这一要求的电动势,E,和内电阻,r,的所有值。,例5有两个定值电阻R1和R2，已知R1R2。把它们串,25,3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）：,U=E-Ir,两图像的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；,a为电源的U-I图象，图像纵截距表示电源的电动势E，图像斜率正切值的绝对值表示内电阻，即：,b为外电阻的U-I图象.,u,o,i,E,U,0,M,（,I,0,U,0,）,b a,N,I,0,I,m,3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）：U=E-,26,