27閉合電路的歐姆定律 (2)

1、2.7 2.7 閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律一、閉合電路一、閉合電路: :1 1、用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路、用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路。外電路外電路: :電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路. .內(nèi)電路內(nèi)電路: :電源內(nèi)部是內(nèi)電路電源內(nèi)部是內(nèi)電路. .閉合電路閉合電路部分電路部分電路rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路等效電源等效電源 在在外電路外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低沿電流方向電勢(shì)降低。 在在內(nèi)電路內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正

2、極，所以電電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。2 2、閉合回路的電流方向、閉合回路的電流方向 內(nèi)內(nèi)電路與電路與外外電路中的總電流是電路中的總電流是相同相同的。的。ababcd3 3、電路中的電勢(shì)變化情況、電路中的電勢(shì)變化情況（1 1）在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。）在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。（2 2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，沿沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢(shì)電流方向存在電勢(shì)“躍升躍升”。ababcd討論討論(閉合電路的歐姆定律的推導(dǎo)）閉合電路的歐姆定律的

3、推導(dǎo)）1 1、若外電路中的用電器都是純電阻、若外電路中的用電器都是純電阻R R，在時(shí)間，在時(shí)間t t內(nèi)外內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？rERK內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路E外外=I2Rt 純電阻電路純電阻電路 2 2、內(nèi)電路也有電阻、內(nèi)電路也有電阻r r，當(dāng)電流通過內(nèi)，當(dāng)電流通過內(nèi)電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？是多少？E內(nèi)內(nèi)=I2rt3 3、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t t內(nèi)內(nèi)非靜電力做多少功非靜電力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之間有什么關(guān)系？、以上各能量之間有什么關(guān)系？ 根據(jù)能量守恒定律，

4、非靜電力做的根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。他形式的能的總和。W=E外外+E內(nèi)內(nèi)即：即：EIt=I2Rt+I2rtrREIIrIRE 即、表述：閉合電路中的電流跟電源、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比阻之和成反比、對(duì)純電阻電路、對(duì)純電阻電路 rREIIrIRE 即rREI二、閉合電路歐姆定律二、閉合電路歐姆定律rREIIrIRE 說(shuō)明：說(shuō)明：二、閉合電路歐姆定律二、閉合電路歐姆定律：IRU外 1 1、 是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣是外電路上總的

5、電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫上叫路端電壓路端電壓. .（適應(yīng)條件：外電路是純電（適應(yīng)條件：外電路是純電阻電路）阻電路）IrU內(nèi) 2 2、 是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫上叫內(nèi)電壓內(nèi)電壓. . E=U +UEIR Ir外內(nèi)3、外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路端電壓、如圖電路：、如圖電路：R R增大，電流減小，路端電壓增大增大，電流減小，路端電壓增大R R減小，電流增大，路端電壓減小減小，電流增大，路端電壓減小路端電壓路端電壓: :IrEU三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系rREI 任何一電阻任何一電阻R增大，增大，R總總增大，增大，I總總減小減小、兩個(gè)

6、特例：、兩個(gè)特例：（2 2）外電路）外電路短路短路時(shí)時(shí)/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外電路）外電路斷路斷路時(shí)時(shí)、電源的外特性曲線、電源的外特性曲線路端電壓路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 （1 1）圖象的函數(shù)表達(dá)：）圖象的函數(shù)表達(dá)： IrEU（2 2）圖象的物理意義）圖象的物理意義 在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E E rEI/短 在橫軸上的截距表示電源的短路電流在橫軸上的截距表示電源的短路電流圖象斜率的絕對(duì)值表示圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害例例1.如圖如圖R1

7、=14，R2=9，當(dāng)，當(dāng)S接接1時(shí)，電流時(shí)，電流表示數(shù)表示數(shù)I1=0.2A，S接接2時(shí)，電流表示數(shù)時(shí)，電流表示數(shù)I1=0.3A，求求E和和rAR1R212S解解:由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得接接1時(shí)：時(shí)：E=I1R1+I1r接接2時(shí)：時(shí)：E=I2R2+I2r解得：解得：r=1 E=3V小結(jié)小結(jié)1 1閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 rREI2 2路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： IrEU（1 1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2 2）表達(dá)式）表達(dá)式（1 1

8、）路端電壓隨外電路電阻）路端電壓隨外電路電阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端，0RIE 端，U斷路斷路短路短路（2 2）路端電壓）路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 四、閉合電路中的功率四、閉合電路中的功率由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，內(nèi)外UUE由由 IUIUEI內(nèi)外得得1 1電源提供的功率（電源功率）電源提供的功率（電源功率） EIP 總2 2電源的輸出功率（外電路得到的功率）電源的輸出功率（外電路得到的功率） IUP外外3 3電源內(nèi)阻上的熱功率電源內(nèi)阻上的熱功率 rIIUP2內(nèi)內(nèi)4 4、供電效率、供電效率 =P P出

9、出/P/P總總U U外外/E /E 5.電源提供的電能，一部分消耗在外電路上，電源提供的電能，一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能。轉(zhuǎn)化為其他形式的能。另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉(zhuǎn)化為熱能。另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉(zhuǎn)化為熱能。6.外電路為純電阻電路時(shí)，外電路的最大輸入外電路為純電阻電路時(shí)，外電路的最大輸入功率（電源的最大輸出功率功率（電源的最大輸出功率Pm）P出出=I2R=E2R/(R+r)2=E2/(R-r)2/R+4r 當(dāng)當(dāng)R=r時(shí)，時(shí)，P出最大，即出最大，即Pm=E2/4r例例2.求某元件的求某元件的Pm,如圖如圖L何時(shí)最亮何時(shí)最亮rER0X分析：可把分析：可把R0看做電源看做電源內(nèi)阻

10、的一部分。內(nèi)阻的一部分。當(dāng)當(dāng)RL=R0+r時(shí)，時(shí)，PL最大最大L最亮。最亮。P Lm=E2/4(R0+r)思維方法：可把思維方法：可把R0+r看做電源的內(nèi)阻處理看做電源的內(nèi)阻處理1 1、在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)、在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為 1.5V1.5V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.120.12，外電路的電，外電路的電阻為阻為1.381.38，求電路中的電流和路端電，求電路中的電流和路端電壓壓. .RSEr 課堂訓(xùn)練I = 1 AU = 1.38V課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、如圖，、如圖，R R0.80.8當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開斷開時(shí)電壓表的讀數(shù)為時(shí)電壓表的讀數(shù)為1.5V1.5V；當(dāng)開關(guān)

11、；當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)電壓表的讀數(shù)為閉合時(shí)電壓表的讀數(shù)為1.2V1.2V則則該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為多少為多少? ? 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、4.R1，R2均為定值定值，均為定值定值，R1=100.滑片滑片P由最左端由最左端滑到最右端的過程中，路段電壓和電流變化圖線如滑到最右端的過程中，路段電壓和電流變化圖線如圖。圖。A,B兩點(diǎn)是兩點(diǎn)是P在變阻器上的兩個(gè)端點(diǎn)。在變阻器上的兩個(gè)端點(diǎn)。求求1.電源的電源的E和和r及及R2的值的值 2.R3的最大值的最大值E rpR3R1R2U/VI/A1640.80.2AB5.如圖，如圖，A,B分別為電源分別為電源a,b的路端電壓和的路

12、端電壓和I的關(guān)系圖。的關(guān)系圖。設(shè)兩電源的內(nèi)阻分別為設(shè)兩電源的內(nèi)阻分別為ra, rb。將一定值定值。將一定值定值R0分別接分別接在在a,b電源上，流過電源上，流過R0的電流分別為的電流分別為Ia,Ib.判斷判斷E,I,r的大的大小關(guān)系。小關(guān)系。則：則：ra rb. Ea Eb. Ia Ib.UIAB作出作出R0的伏安特性曲線的伏安特性曲線交點(diǎn)表示該狀態(tài)下的交點(diǎn)表示該狀態(tài)下的(I,u)等效電源求某元件的最大功率等效電源求某元件的最大功率1.求電源的最大輸出功率即外電路的最大功率。求電源的最大輸出功率即外電路的最大功率。（1）簡(jiǎn)捷法（推論法）簡(jiǎn)捷法（推論法）當(dāng)外電路電阻當(dāng)外電路電阻R=r成立：成立：

13、Pm=E2/4r(2)基本方法：外電路一定時(shí)，求外電路的最基本方法：外電路一定時(shí)，求外電路的最大大I或或U。則：。則：Pm=I2R=IU。（3）利用）利用P出與外出與外R的的U-I圖線求解圖線求解P出出RrPm當(dāng)當(dāng)Rr時(shí)，時(shí)，R P出出 R最小最小P出出最大最大當(dāng)當(dāng)Rr時(shí)，時(shí)，R P出出 R最大最大P出出最大最大2.求外電路某元件的最大功率求外電路某元件的最大功率把所求元件之外的電阻看做電源內(nèi)阻的一部分。把所求元件之外的電阻看做電源內(nèi)阻的一部分。符合符合R=r/利用推論。不符合通過求該元件的最大利用推論。不符合通過求該元件的最大I或或U。例：如圖變阻器例：如圖變阻器R最大最大15，R0=3RR

14、0UI22050直接求出直接求出E=20Vr=7.5求求1.R為何值時(shí)，為何值時(shí)，R0消耗的功率最大？最大值？消耗的功率最大？最大值？求求2.R為何值時(shí)，為何值時(shí)，R消耗的功率最大？最大值？消耗的功率最大？最大值？求求3.R為何值時(shí)，電源輸出功率最大？最大值？為何值時(shí)，電源輸出功率最大？最大值？求求4.R最大最大3，R何值時(shí)，何值時(shí)，R消耗的功率最大？最大值？消耗的功率最大？最大值？符合推論用推論符合推論用推論.不符推論不符推論.求最大電流求最大電流電路的功率電路的功率電源的功率電源的功率1.P總總=IE2.P出出=IU（=I2R=U2/R純純電阻電路）電阻電路）3.P熱熱=I2r關(guān)系：關(guān)系：

15、P總總=P出出+P熱熱。電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)的功率1.P入入=P總總=IU2.P出出=P機(jī)機(jī)。3.P熱熱=I2r關(guān)系：關(guān)系：P總總=P出出+P熱熱。活頁(yè)作業(yè)活頁(yè)作業(yè)P118. T4圖像題圖像題1.看斜率的意義?？葱甭实囊饬x。 2.找特殊點(diǎn)，列方程找特殊點(diǎn)，列方程3.圖線上的各點(diǎn)的意義圖線上的各點(diǎn)的意義同步學(xué)案同步學(xué)案P46. 變式變式T3，效果自測(cè)，效果自測(cè)T4UI32062BAPI93AB1電路的動(dòng)態(tài)分析電路的動(dòng)態(tài)分析找出突破點(diǎn)或局部到整體或整體到局部。找出突破點(diǎn)或局部到整體或整體到局部。電路中任一電路中任一R增大，路端增大，路端U增大，干路增大，干路I減小。減小。同步學(xué)案同步學(xué)案P46. 變式變式T3，效果自測(cè)，效果自測(cè)T4活頁(yè)作業(yè)活頁(yè)作業(yè)P118. T6電路的故障分析電路的故障分析電路故障包括：電路故障包括：1.短路短路 2.斷路斷路常用排除法（淘汰法）常用排除法（淘汰