金太阳新课标资源网,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,*,*,4.1,闭合电路欧姆定律,高二（,13,、,14,）班,2013.11.27,11/18/2024,一,.,电动势,1.,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。,2.,电源的作用在于为电路提供电能。,3.,电动势,E,表示电源提供电能的本领。,4.,电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间的电压。,5.,电动势用,E,表示，,SI,单位为：,伏特,，,V,11/18/2024,二,.,内电路、外电路、内电阻、外电阻,外电路：,电源外部的电路，包括用电器、导线等,.,外电阻：,外电路的总电阻,.,内电阻：,内电路的电阻、通常称为电源的内阻,.,内电路：,电源内部的电路,.,11/18/2024,三,.,闭合电路欧姆定律,理论和实验表明：,E,=,U,外,+,U,内,11/18/2024,闭合电路欧姆定律,1,、内容：,闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。,2,、公式：,3,、适用条件：,外电路是纯电阻的电路,.,11/18/2024,【,例题,1】,如图所示电路，电源电动势为,1.5V,，内阻为,0.12,，外电路的电阻为,1.38,，求电路中的电流和路端电压。,解：由题意知，电动势,E=1.5 V,，外电阻,R=1.38,，内阻,r=0.12.,由闭合电路欧姆定律得：,路端电压为,U,=,IR,=1,1.38 V,=1.38 V,11/18/2024,四,.,路端电压,U,随外电阻,R,变化的讨论,U,外,=I R,外,=,E,R,外,+r,R,外,=,E,1+,r,R,外,当,R,外,增大时，,U,外,也随之增大,当外电路短路时,R,外,=0,U,外,=0,I,短,=很大，一般情况下不允许外电路短路。,E,r,讨论：,在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，,近似等于,电源电动势的大小,当外电路断开时,R,外,U,外,E,11/18/2024,五,.,路端电压随电流变化的,U-I,图像,图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标为电源电动势,E.,图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标为短路电流,I,短,=E/r.,【,注意,】,若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立,图线斜率值,(tan,),表示电源的内电阻,r=U/I.,U=E-,Ir,知,:,U,是,I,的一次函数,11/18/2024,闭合电路的,U-I,图象,U,o,I,E,U,0,M,（,I,0,U,0,）,b a,N,I,0,I,m,1,）右图中,a,为,闭合电路,的,U-I,图象,b,为,部分电路,(,外电阻,),的,U-I,图象,2,）两者的交点坐标表示该电阻,接入电路时的,路端电压与电流,.,3,）,a,的斜率,的绝对值表示,电源内,阻的大小,、,b,的斜率,的绝对值表,示,接入电路中外电阻的的大小,4,）图中虚线矩形的面积表示,接入该电阻时的输出功率,。,当两个,斜率相等,时,（即内、外电阻相等）,图中矩,形面积,最大,，即,输出功率,最大。,11/18/2024,电源的三个功率以及关系,六,.,11/18/2024,七,.,电源的输出功率随外电阻变化的讨论,电源的总功率,P,总,=IE,内耗功率：,P,内,=I,2,r,输出功率：,P,出,=,P-P,内,=IE-I,2,r=IU,外,=I,2,R,外,当外电阻为纯电阻电路时,当,R,外,=r,时,P,出,最大，且最大值为,P,出m,=,E,2,4r,(R,外,+r),2,=,E,2,+4r,(,R,外,-r),2,R,外,P,出,=,I,2,R,外,=,E,2,R,外,11/18/2024,【,例题,2,】,如图已知，,E,=6V,，,r,=4,，,R,1,=2,，,R,2,的变化范围是,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,1,2.25W,；,2W,；,1.5W,。,11/18/2024,【,例题,4,】,如图所示，图线,a,是某一蓄电池组的伏安特,性曲线，图线,b,是一只某种型号的定值电阻的伏安特,性曲线若已知该蓄电池组的内阻为,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,该蓄电池组的外电路，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,解：,由图象可知蓄电池的,电动势为,20V,。,由斜率关系知外电阻阻值,为,6,。,用,3,只这种电阻并联作为外,电阻，外电阻等于,2,，因,此输出功率最大为,50W,。,11/18/2024,八,.,闭合电路中变量（动态）分析,(1),保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变杆,(2)I,、,U,、,P,公式：,电流,I=E/(,R,外,+r).,内电压,U,内,Ir,=,Er,/(,R,外,+r).,外电压,U,外,I,R,外,E-,Ir,.,总功率,P,总,IE.,11/18/2024,【,例题,5】,在如图所示电路中，当变阻器,R,3,的滑动头,P,向,b,端移动时,（）,A,电压表示数变大，电流表示数变小,B,电压表示数变小，电流表示数变大,C,电压表示数变大，电流表示数变大,D,电压表示数变小，电流表示数变小,B,A,V,E,R,1,R,3,R,2,P,b,a,r,11/18/2024,【,例题,6,】,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,V,2,V,1,L,1,L,2,L,3,P,11/18/2024,V,2,V,1,L,1,L,2,L,3,P,解：,滑动变阻器的触片,P,从右,端滑到左端，总电阻减小，总,电流增大，路端电压减小。,与电阻串联的灯泡,L,1,、,L,2,电流增大，变亮，与电阻并,联的灯泡,L,3,电压降低，变暗。,U,1,减小，,U,2,增大，而路端电压,U,=,U,1,+,U,2,减小，,所以,U,1,的变化量大于,U,2,的变化量，,答案：,B,、,D,11/18/2024,【,例题,3】,在所示的电路中，,R,1,=14.0,，,R,2,=9.0,，当开关,S,扳到位置,1,时，电流表的示数为,I,1,=0.20A,；当开关,S,扳到位置,2,时，电流表的示数为,I,2,=0.30A,，求电源的电动势和内电阻。,如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势,这是测量电源电动势和内电阻的两种方法,R,1,R,2,A,1,2,E,r,S,R,1,R,2,1,2,E,r,S,V,11/18/2024,