闭合电路欧姆定律 (2).ppt
第一节 闭合电路欧姆定律,一、电源,把部分电路和电源连接起来，构成闭合电路。,是将其它形式的能转化为电能的装置。,在电源内部，非静电力对正电荷做功，起到搬运电荷的作用。,非静电力对正电荷做功的数值，等于化学能转化为电能的数值。,单位：伏（V）。,例题1、一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义可以表述为A外电路断开时，路端电压是1.5VB外电路闭合时，1s内它能向整个电路提供1.5J的化学能C外电路闭合时，1s内它能使1.5C的电量通过导线的某一截面D外电路闭合时，导线某一截面每通过1C的电量，整个电路就获得1.5J电能,1、电源是提供电动势的装置。,2、电源电动势等于电路断路时，电源正、负两极间的电压。,3、电源内部材料对电流有阻碍作用，称为内电阻。,描述电源特性的物理量是：电动势E和内电阻r。,二、闭合电路欧姆定律,1、定律内容,普遍适用,外电路用电器是纯电阻用电器,2、闭合电路中E、U、I、R的函数关系,干路电流随外电阻的增大而减小,路端电压随外电阻的增大而增大,注意：闭合电路两种极限工作状态。,3、路端电压随电流变化的图线,图线纵轴截距等于电源电动势E，若坐标原点为（0，0）则横轴截距为短路电流，图线斜率正切值的绝对值等于电源的内电阻，即,例题3、如图所示电路中，当变阻器R的滑动片P向下滑动时，电压表V和电流表A的示数变化情况是 A、V和A的示数都增大 B、V和A的示数都减小 C、V示数增大A示数减小 D、V示数减小A示数增大,A,二、闭合电路欧姆定律的应用,1、电路工作状态的定性分析,3、闭合电路中电势的分析,例题5、如右图所示闭合电路，电源电动势E=6V，电源内阻r=1，其余外电路中各电阻的阻值均为1，求电路中各点的电势分别是多少？,（1）等效电路的画法,（2）含容电路,例题6、在如图电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P断开哪一个电键后P会向下运动AK1 BK2 CK3 DK4,思考：如图所示的电路，R1R4，R2R3，电源电动势EV，内阻不计，电容器的电容C2F，现电路处于稳定状态。（1）求R2突然断路，到电路重新达到稳定状态的过程中通过R1的电量。（2）若R1和R4同时断路到电路重新达到稳定状态的过程中，通过R3的电量。,（答案：通过R1的电量为4106C；通过R3的电量为1.6105C）,4、图象的应用,注意：伏安法测量电源电动势和内阻图象法的实验原理。,5、存在极值的电路,又如：在如图所示的电路中，闭合开关S，从左向右调节滑动变阻器的滑动头，电流表A1、A2示数如何变化？,由于并联电路总电阻小于每一个并联电阻，所以串联电路部分电阻的减小量大于并联电路部分电阻的增加量。因此，当滑动头向右移动时，电路总电阻减小。,第二节 闭合电路中能量的转化,一、闭合电路中能量转化的定性分析,其它形式的能E其它,电能E电,输出,电源内部产生的热Q内,二、闭合电路中能量转化的定量计算,（1）对于纯电阻电路：P出=UI=I2R=E2R/(R+r)2,（2）对于非纯电阻电路：P出=UI=P其它+I2R,注意：电源的输出功率随外电路电阻的变化关系,P出=E2R/(R+r)2=E2R/(R-r)2+4 Rr 当R=r时，Pm=E2/4r,由图象可知，任意一个输出功率都将有两个外电阻值的可能。,问题：此时电源的输出功率最大，是否意味电源的效率最高？,当外电路是纯电阻电路时：,当R=r时，=50%。,例题9、如图所示的电路中，电池的电动势E5V，内电阻r10，固定电阻R90，R0是可变电阻，在R0由零增加到400的过程中，求：（1）固定电阻R上消耗热功率最大的条件和最大热功率。（2）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率。,I11A,I22A,Uab=6V,R内1,求：,这部分电路所消耗总的电功率；,灯泡消耗的电功率和转化为内能的功率；,电动机的机械功率。,【例】,电动机消耗的电功率和转化为内能的功率；,【解】,电功率：P总I2Uab2612W,研究：部分电路,电功率：P灯泡I1Uab166W,内能转化功率：P热1I12R 1 266W,研究：灯泡,研究：电动机,电功率：P电动机(I2I1)Uab166W,内能转化功率：P热2(I2I1)2R内 1 211W,电动机的机械功率：P机械 P电动机 P热2615W,三、伏安特性曲线的应用,P出,P耗,工作态,当外电路是纯电阻电路时,例题10、如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R两端的电压U与其中电流I的关系图象。用该电源与电阻R组成闭合电路，求此时电源的输出功率和电源的效率。,例题11、如图所示电路中，电池的电动势是30V，内阻是1，灯泡的额定值是“6、12”，电动机线圈的电阻RM2。灯泡恰能正常发光。求电动机的输出功率。,解：,根据闭合电路的能量转化关系有：P释 P内 P灯 P电机，所以IEI2rP灯 I2RMP机输出。,由题目条件“小灯泡恰能正常发光”可知IILP/U2A，,因此 P机输出IEP灯I2（RMr）36W。,四、电表的改装欧姆表,多用电表,使用方法：1、机械调零：调整定位螺丝，使指针指左端零刻度。2、选择档位：旋动选择开关，选择档位。3、欧姆调零：插入表笔，短接表笔，调整电阻调零旋钮，使指针指欧姆表零刻度。4、测量读数：将表笔与待测电阻连接。表针示数乘倍率为待测电阻阻值（结果不估读）。5、指针越接近中值电阻测量越精确，若档位不合适，应重新选择，即重复第2、3、4步骤。6、测量结束：将多用电表选择开关置于OFF档或交流电压最高档。拔出表笔。,OFF,
