闭合回路的欧姆定律.ppt

第七节,闭合电路欧姆定律,1.最简单的电路由哪几部分组成？,思考：,导线组成,由电源、,用电器、,开关、,一、闭合电路,1。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.,闭合电路,部分电路,内电路,外电路,例：化学电池的闭合电路模型,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。,2。闭合回路的电流方向,内电路与外电路中的总电流是相同的。,二、闭合电路中的能量关系1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？,E外=I2Rt,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=I2rt,3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功,W=EqEIt,4、以上各能量之间有什么关系？,结论：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=I2Rt+I2rt或 E=IR+Ir,三、闭合电路欧姆定律,、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这一关系叫做闭合电路欧姆定律。,、对纯电阻电路,说明：,闭合电路欧姆定律：,1、是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.,2、是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.,3、,闭合电路中电势的变化情况,电路中的电势变化情况说明：,（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”。,四、路端电压跟负载的关系,、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 把IE/(R+r)代人得,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,、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：,称UI图象,I/A,U/V,（0 E）,（E/r 0）,（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,图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害,五、闭合电路中的功率,由于闭合电路中内、外电路的电流相等，,所以由,得：,1电源提供的总功率（电源功率）：,2电源的输出功率（外电路得到的功率）,3电源内阻的热功率,说明：外电路可以是任何电路。,4、电源的输出功率的讨论:电源输出功率随外电阻的变化而变化，对纯电阻电路,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，,5、电源的供电效率:,注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，=50%。,R大效率小,例题:已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。,解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定值电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。,小结：,电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决定,不随外电路变化,电源的供电过程是能量转化的过程,闭合电路欧姆定律,电源的外电压关系：,