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1、,2.7,闭合电路的欧姆定律,（一）,复习回顾,:,1,、什么是电源？,把其它形式的能转换成电能的装置。,2,、电源电动势的概念,?,物理意义,?,（,1,）定义：在电源内部非静电力把单位正电,荷从电源的负极移到正极所做的功。,（,2,）意义：电动势表示电源将其他形式的能,转化为电能本领。,3,、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？,W=I U t,U,对于纯电阻电路,W,=,IUt,=,I,Rt,=,t,R,2,2,一、闭合电路,用导线把电源、用电器连成一个闭合电路,。,外电路,:,电源外部的用电器和导线构成外电路,内电路,:,电源内部是内电路,外电路,R,K,内电路,E,r,.,.,部分
2、电路,闭合电路,闭合回路的电流方向,在,外电路,中，电流方向由正极,流向负极，,沿电流方向电势降低,。,在,内电路,中，即在电源内部，,通过非静电力做功使正电荷由负极,移到正极，所以电流方向为负极流,向正极。,内,电路与,外,电路中的总电流是,相,同,的。,1,、电路中的电势变化情况,（,1,）在外电路中，沿电流方向电势降低。,（,2,）在内电路中，一方面，存在内阻，,沿电流方向电势也降低；另一方面，沿,电流方向存在电势“跃升”,。,a,b,a,a,d,c,b,c,d,b,电动势概念,的理解,4,2.,讨论闭合回路中的能量转化关系,1,、若外电路中的用电器都是纯电阻,R,，在时间,t,内外,电
3、路中有多少电能转化为内能？,E,外,=I,2,Rt,2,、内电路也有电阻,r,，当电流通过内,电路时，也有一部分电能转化为内能，,是多少？,E,内,=I,2,rt,3,、电流流经电源时，在时间,t,内,非静电力做多少功,W=Eq,EIt,4,、以上各能量之间有什么关系？,外电路,R,K,内电路,E,r,根据能量守恒定律，非静电力做的,功应该等于内外电路中电能转化为其,他形式的能的总和。,W=E,外,+E,内,即：,EIt=I,2,Rt+I,2,rt,3,、闭合电路欧姆定律,、,E,E,?,IR,?,Ir,即,I,?,R,?,r,、表述：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,
4、阻之和成反比,E,I,?,R,?,r,二、闭合电路欧姆定律：,说明：,1,、只适用于纯电阻电路,E,E,?,IR,?,Ir,I,?,R,?,r,U,外,?,IR,是外电路上总的电势,2,、,降落，习惯上叫,路端电压,.,U,内,?,Ir,是内电路上的电势降,3,、,落，习惯上叫,内电压,.,4,、,E,?,IR,?,Ir,E=U,内,+U,外,课堂训练,1,、在如图所示的电路中，电源的电动,势为,9V,，内阻为,0.5,，外电路的电,阻,R,1,为,18,，,求电路中的电流和路端,电压,.,若将电阻换为,R,2,=36,，情况如,何？,R,S,E,r,二、路端电压跟负载的关系,外电路两端的电压
5、叫路端电压,、如图电路：,R,增大，电流减小，路端电压增大,R,减小，电流增大，路端电压减小,路端电压,:,U,?,E,?,Ir,、两个特例：,1,）外电路,2,）外电路,断路,时,R,?,?,，,I,?,0,，,短路,时,R,?,0,，,I,?,E,/,（,U,端,?,E,（,r,，,U,端,?,0,a,b,a,b,a,b,d,c,a,d,c,b,5,、电源的外特性曲线,路端电压,U,随电流,I,变化的图象,（,1,）图象的函数表达：,U,?,E,?,Ir,（,2,）图象的物理意义,在纵轴上的截距表示电源的电动势,E,在横轴上的截距表示电源的短路电流,I,短,?,E,/,r,图象斜率的绝对值
6、表示,电源的内阻，内阻越大，,图线倾斜得越厉害,1,闭合电路欧姆定律,小结,（,1,）表述：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,）表达式,R,1,E,2,路端电压跟负载的关系：,U,=,R,+,r,E,=,r,1,+,R,（,1,）路端电压随外电路电阻,R,增大而增大,断路,R,?,?,，,I,?,0,，,U,端,?,E,E,I,?,R,?,r,短路,R,?,0,，,I,?,E,/,r,，,U,端,?,0,（,2,）路端电压,U,随电流,I,变化的图象,U,?,E,?,Ir,课堂训练,1,、在如图所示的电路中，电源的电动,势为,1.5V,，内阻为,0.
7、12,，外电路的,电阻为,1.38,，,求电路中的电流和路,端电压,.,I=1 A,U=1.38V,E,r,R,S,2,、,如图，,1,=14,2,=9,当开关,处于位置,1,时,理想电流表读数,I,1,=0.2A,；,当开关处于位置,2,时,电流表读数,I,2,=0.3A,求电源的电动势,E,和内电阻,r,。,1,E=3V,r=1,2,R1,R2,A,E,r,3,、如图，,R,0.8当开关,S,断开时电压,表的读数为,1.5V,；当开关,S,闭合时电压,表的读数为,1.2V,则该电源的电动势和,内电阻分别为多少,?,E=1.5V,，r=1.5,4,、,A,、,B,5,、,AC,四、闭合电路中
8、的功率,由于闭合电路中内、外电路的电流相等，,E,?,U,外,?,U,内,由,得,EI,?,U,外,I,?,U,内,I,1,电源提供的功率（电源功率）,P,总,?,EI,2,电源的输出功率（外电路得到的功率）,P,外,?,U,外,I,3,电源内阻上的热功率,P,内,?,U,内,I,?,I,?,r,2,4,、供电效率,?,=P,出,/P,总,U,外,/E,（二）,2.7,闭合电路欧姆定律,四、电池组的串并联,1,、串联：,?,串,?,nE,0,2,、并联,：,?,并,?,E,0,r,串,r,并,?,nr,0,?,1,n,r,0,五、电源的功率和效率,1,、功率,电源的功率（电源的总功率）,:P,
9、E,=,I,E,;,电源的输出功率,:P,出,=,I,U;,2,电源内部消耗的功率,:,P,r=,I,r,P,U,R,2,、电源的效率,:,?,?,?,?,P,E,E,R,?,r,只适用于纯电阻电路）,2,2,E,R,E,P,=,=,2,3,、电源的输出功率,:,2,?,R,+,r,?,1,（R,-,r）,-,4r,R,当内外电阻相等时，电源,P,P,的输出功率最大，为,出,m,E,P,m,?,4,r,2,o,R,电源输出功率随外电阻变化的图线,r,例,1,已知如图，,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
10、率；,R,2,上消耗的最大功率。,2.25W,；,2W,；,R,2,R,1,E r,。,1.5W,例,2,直线,OAC,为某一直流电源的总功率,P,总随电流,I,变化的图线,抛物线,OBC,为,同一直流电源内部热功率,Pr,随电流,I,变,化的图线,若,A,、,B,对应的横坐标为,2A,2W,那么线段,AB,表示的功率为,W,0.5,.,I,=2A,对应的外电阻是,P/W,9,A,B,O,C,1,2,3,I,/A,课堂训练,1,、右图中图线表示某电池组的输出电压一,电流关系，图线表示其输出功率一电流关,5,系该电池组的内阻为当电池,组的输出功率为,120W,时，电池组的输出电压,是,30,V,
11、（上海,05,高考）,2,、如图所示，,R,为电阻箱，,V,为理想电压表当电阻箱读,数为,R,1,=2时，电压表读数为,U,1,=4V,；当电阻箱读数,为,R,2,=5时，电压表读数为,U,2,=5V,求：,(1),电源的电动势,E,和内阻,r,。,(2),当电阻箱,R,读数为多少时，电源的输出功率最大,?,最大,值,Pm,为多少,?,E,?,6,V,r,?,1,?,R,1,，,P,9W,六、电路的动态分析问题,闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生,变化，就会影响整个电路，使总电路和每,一部分的电流、电压都发生变化。,讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分,电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并,联电
12、路的电流关系。,局部,整体,局部,思路,:,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,?,D.,U,1,U,2,L,L,1,P,2,B D,V,1,L,3,V,2,练,、,在如图电路中，闭合电键,S,，当滑动变阻器的,滑动触头,P,向下滑动时，四个理想电表的示数,都发生变化，电表的示数分别用,I
13、,、,U,1,、,U,2,和,U,3,表示，电表示数变化量的大小分别用I、U,1,、,U,2,和U,3,表示下列比值正确的是,（,）,A,、,U,1,/I,不变，U,1,/I不变,B,、,U,2,/I,变大，U,2,/I变大,C,、,U,2,/I,变大，U,2,/I不变,D,、,U,3,/I,变大，U,3,/I不变,答案：,ACD,课堂训练,3,、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片,P,向上移动时,判断电路中的电压表、电流,表的示数如何变化,?,V,1,示数增大,V,2,示数增大,A,示数减小,七、含有电容器的直流电路,例,4.,已知如图，电源内阻不计。为使,电容器的带电量增大，可采取以下,那些
14、方法：（,A.,增大,R,1,B.,增大,R,2,C.,增大,R,3,D.,减小,R,1,CD,）,R,R,1,1,R,3,A B B,R,2,E,R,2,C,R,3,C C C,课堂训练,4,如图,10-3,所示的电路中，已知电容,C,1,=C,2,，电阻,R,1,R,2,，电源内阻可忽略不,计，当开关,S,接通时，以下说法中正确的,有,（,）,D,A,、,C,1,的电量增多，,C,2,的电量减少,B,、,C,1,的电量减少，,C,2,的电量增多,C,、,C,1,、,C,2,的电量都增多,D,、,C,1,、,C,2,的电量都减少,图,10,3,课堂训练,5,、如图所示，电源电动势=,12,伏
15、，内阻,r=1,欧，电阻,R,1,=3,欧，,R,2,=2,欧，,R,3,=5,欧，电容器的电,容量,C,1,=4,F,C,2,=1,F,求,C,1,、,C,2,所带电量。,Q,1,-5,Q,2,=10,库,-5,=1.6,10,库,八、电路故障分析,一、电路故障的原因,1,、,断路,的特点,电流为零，断点的同侧无电势差，,若只有一个断点，断点的两端有电势差,造成的结果,电路中的总电阻增大，干路上的电流,减小，与其并联的用电器两端的电压增大,2,、,短路,的特点,被短路的用电器两端无电压，用电,器无电流流过,造成的结果,电路中总电阻减小，干路电流增大，,被短路用电器不工作，与其串联的用,电器两
16、端电压增大,例,5,如图所示的电路中，闭合电键，灯,L,1,、,L,2,正常发光，由于电路出现故障，突然发现,灯,L,1,变亮，灯,L,2,变暗，电流表的读数变小，根,（,A,）,A,、,R,1,断路,B,、,R,2,断路,C,、,R,3,短路,D,、,R,4,短路,据分析，发生的故障可能是,A,R,1,R,2,R,3,R,4,L,1,L,2,R,2,R,1,R,3,L,1,L,2,A,等,效,电,路,图,R,4,13.,已知电源电动势,E,=8 V,，红灯电阻,R,x,=4,，绿灯电阻,R,y,=8,，接在如图,7,2,20,所示的电路中，两灯正常发光时电压表的读数为,6 V,，,R,1,=
17、,R,2,=,R,3,=4,，,R,4,=6,，经过一段时间，由于电路中某一个电阻发生故障，引起红灯变亮，绿灯,变暗的现象，而此时电压表的读数变为,6.4 V,.,图,7,2,20,（,1,）画出电路发生故障前，能够直接看出串、并联的简化电路图,.,（,2,）通过分析与计算，判断电路中哪一个电阻发生了故障,?,是什么故障,?,解析：,（,1,）如图所示,.,（,2,）定性分析：电压表示数增大，即路端电压增大，表明外电路总电阻增,大，而红灯变亮，绿灯变暗，只可能是,R,1,增大或断路,.,定量计算：正常发光时，,R,外,=6,，,I,总,=1 A,，电源内阻,r,=2,；,?,非正常发光时，,I
18、,E,?,U,?,总,=,外,r,=0.8 A,，,R,=,U,外,外,=8,，,I,?,总,绿灯电压,U,y,=,I,总,R,并,=3.2 V,；,红灯电压,U,x,=,U,外,U,y,=3.2 V,，,表明,R,1,与,R,x,的并联值为,R,=,U,并,x,?,=4=,R,I,x,，,总,故,R,1,断路,.,答案：见解析,课堂训练,6,、如图所示的电路中，闭合电键,k,后，灯,a,和,b,都正常发光，,后来由于某种故障使灯,b,突然变亮，电压表读数增加，由此推,断,这故障可能是,（,B,）,A,a,灯灯丝烧断,B,电阻,R,2,断,C,电阻,R,2,短路,D,电容被击穿短路,知识回顾,Knowledge,Review,
