閉合電路歐姆定律2(講)

1、、兩個(gè)特例：、兩個(gè)特例：（2）外電路短路時(shí)）外電路短路時(shí)/00RIE r U端，0RIE端，U（1）外電路斷路時(shí)）外電路斷路時(shí)短路時(shí)電流短路時(shí)電流很大很大為為Im=E/r開(kāi)路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)開(kāi)路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).、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隨電流隨電流I變化的圖象變化的圖象 （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 rEI/短在橫軸上的截距表示在橫軸上的截距表示 電源的短路電流電源的短路電流圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害越大，圖線傾

2、斜得越厲害UI0EE/rU=E-Ir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小結(jié)：閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有： E=U外外+U內(nèi)內(nèi) rREI （I、R間關(guān)系）間關(guān)系） U=E-Ir （U、I 間關(guān)系）間關(guān)系）ErRRU （U、R間關(guān)系）間關(guān)系）注意：注意：適用于外電路為純電阻電路適用于外電路為純電阻電路 適用于一切電路適用于一切電路【例例1】關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)和外電壓，下面敘述正確關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)和外電壓，下面敘述正確的是（的是（ ） A同一電源接入不同電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化同一電源接入不同電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化B電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源內(nèi)電

3、壓和路端電壓之和電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源內(nèi)電壓和路端電壓之和C電源的電動(dòng)勢(shì)可以用大內(nèi)阻的伏特表粗略測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)可以用大內(nèi)阻的伏特表粗略測(cè)定 D在閉合電路中，路端電壓變化的本質(zhì)原因是由于在閉合電路中，路端電壓變化的本質(zhì)原因是由于外電阻的改變外電阻的改變 BC例：如圖是某電源的路端電壓例：如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流隨干路電流I的變化圖象的變化圖象,由圖象可知由圖象可知,該電源的電動(dòng)該電源的電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為 V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為 0.5U/VI/AO1232463例：如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都例：如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向左端

4、移動(dòng)時(shí)（向左端移動(dòng)時(shí)（ ） A、電壓表的讀數(shù)增大，電流表的讀電壓表的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小數(shù)減小 B、電壓表和電流表的讀數(shù)都增大電壓表和電流表的讀數(shù)都增大 C、電壓表和電流電壓表和電流表的讀數(shù)都減小表的讀數(shù)都減小 D、電流表的讀數(shù)電流表的讀數(shù)增大，電壓表的讀增大，電壓表的讀數(shù)減小數(shù)減小 E、rR1AVR2R3P三、動(dòng)態(tài)分析：三、動(dòng)態(tài)分析：9 9、如圖、如圖5 5所示，所示，A A燈和燈和B B燈的電阻相同，當(dāng)滑動(dòng)變燈的電阻相同，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻器R R的滑動(dòng)片的滑動(dòng)片P P向上滑動(dòng)時(shí)，兩燈亮度變化是向上滑動(dòng)時(shí)，兩燈亮度變化是A A、A A燈變亮，燈變亮，B B燈變亮燈變亮B B、A A燈變暗

5、，燈變暗，B B燈變亮燈變亮C C、A A燈變暗，燈變暗，B B燈變暗燈變暗D D、A A燈變亮，燈變亮，B B燈變暗燈變暗 P R A B E R0 r 圖 5 四、閉合電路中的功率及電源的效率四、閉合電路中的功率及電源的效率1 1電源消耗的功率電源消耗的功率 3 3電源的輸出功率電源的輸出功率（外電路消耗的功率外電路消耗的功率） 2 2電源內(nèi)阻消耗的熱功率電源內(nèi)阻消耗的熱功率 PIE總2PU II r內(nèi)內(nèi)rE：P，rRrRrRERrrRERrRRERrRERIPm44)(4)()()(2222222 電電源源的的輸輸出出功功率率最最大大時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)若若外外電電路路為為純純電電阻阻%rRREUP

6、P總出4 4電源的效率電源的效率 圖象1RPPm（ ）從圖中可看出 r時(shí)， 達(dá)最大值 ；RRPr當(dāng)時(shí) ， 隨增 大 ，增 大 ；RRPr當(dāng)時(shí) ， 隨增 大 ，減 少 。R出( 2 ) P 隨增 大 先 增 大 后 減 少 。6.E輸出功率隨外電阻變化曲線（ ，r恒定不變）5.返回 例例1:如圖所示如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為內(nèi)電阻為r,R1、R2為定值電阻為定值電阻,R3為滑動(dòng)變阻器為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)當(dāng)R3的的滑片滑片P向向右右移動(dòng)時(shí)移動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是: A.R1的功率必減少的功率必減少B.R2的功率必減少的功率必減少C.R3的功率必增大的功率必增大D

7、.電源消耗的功率必減少電源消耗的功率必減少BD解析解析:R:R3 3RIRIUU端端I I1 1II2 2故故P P1 1,P,P2 2,P,P總總. .R1R2R3PE r例例2：如圖：如圖5所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)，內(nèi)電阻電阻r=0.5，R0=1.5,變阻器的最大值變阻器的最大值R10。 (1)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,使使定值電阻定值電阻R0上消耗的功率最大上消耗的功率最大，則滑動(dòng)變阻器的阻值，則滑動(dòng)變阻器的阻值R是多少？是多少？（2）使滑動(dòng)）使滑動(dòng)變阻器變阻器上消耗的上消耗的功率最大功率最大，則滑，則滑動(dòng)變阻器的阻值動(dòng)變阻器的阻值R是

8、多少？最大功率是多少？是多少？最大功率是多少？解析解析:本題需要注意的是第（本題需要注意的是第（1）問(wèn)）問(wèn)中，求定值電阻的輸出功率的最大中，求定值電阻的輸出功率的最大值時(shí)，應(yīng)用公式值時(shí)，應(yīng)用公式P=I2R0，當(dāng)，當(dāng)I最大時(shí)，最大時(shí)，P最大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，最大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，只有滑動(dòng)變阻器的阻值最小時(shí)，只有滑動(dòng)變阻器的阻值最小時(shí)，I有有最大值。即最大值。即R=0時(shí)，時(shí)，R0上消耗的功上消耗的功率最大。率最大。RrREPm0200 WW8275 .195 .05 .12 例例2：如圖：如圖5所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r=0.5，R0=1.5

9、,變阻器的最大值變阻器的最大值R10。 (1)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,使定值電阻使定值電阻R0上消耗的上消耗的功率最大功率最大，則滑動(dòng)變阻器的阻值，則滑動(dòng)變阻器的阻值R是多少是多少？解：可以把解：可以把R0等效為電源的內(nèi)電阻，等效為電源的內(nèi)電阻，利用剛才的推論，如果利用剛才的推論，如果RR0+r，當(dāng)當(dāng)R=R0+r=2時(shí)滑動(dòng)變阻器上消時(shí)滑動(dòng)變阻器上消耗的功率最大；如果耗的功率最大；如果RR0r，滑，滑動(dòng)變阻器的阻值取最大時(shí)，滑動(dòng)變動(dòng)變阻器的阻值取最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率最大。阻器上消耗的功率最大。WWREPm8924942 例例2：如圖：如圖5所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)

10、所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r=0.5，R0=1.5,變阻器的最大值變阻器的最大值R10。（2）使滑動(dòng)）使滑動(dòng)變阻器變阻器上消耗的上消耗的功率最大功率最大，則滑動(dòng)變阻，則滑動(dòng)變阻器的阻值器的阻值R是多少是多少？最大功率是多少？最大功率是多少？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所以由所以由 IUIUEI內(nèi)外得：得：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電源內(nèi)阻上的熱功率電源內(nèi)阻上

11、的熱功率 rIIUP2內(nèi)內(nèi)說(shuō)明：外電路可以是任何電路。說(shuō)明：外電路可以是任何電路。4. 供電效率供電效率: =P出出/P總總U外外/E(外電路可以是任何電路外電路可以是任何電路)例例5 5：定值電阻：定值電阻R R1 11616，當(dāng)，當(dāng)S S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，R R1 1上消上消耗的電功率為耗的電功率為1W1W，此時(shí)電源內(nèi)阻上發(fā)熱功率為，此時(shí)電源內(nèi)阻上發(fā)熱功率為0.125W0.125W。當(dāng)。當(dāng)S S閉合時(shí)，閉合時(shí)，R R1 1上消耗的電功率為上消耗的電功率為0.64W0.64W，求：，求：（1）電源電動(dòng)勢(shì)）電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r（2）S閉合后電燈消耗的電功率閉合后電燈消耗的電功率E rR

12、1SL解：解： （1）S斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)時(shí)，R1上消耗上消耗1W功率功率E rSLR1110.2516PIAR220.12520.25rPrI() 0.25 (16 2) 4.5E I R rV求：（求：（1）電源電動(dòng)勢(shì)）電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻和內(nèi)電阻r解（解（2）S閉合后，閉合后，R1上電流上電流E rR1SL10.640.216PIAR110.2 163.2RI RV上的電壓4.53.21.3rUEUV1.30.652rUIAr總0.45LIIIA總0.45 3.2 1.44LLPI UW求：（求：（2）S閉合后電燈消耗的電功率閉合后電燈消耗的電功率例例2、如圖所示，已知電源內(nèi)阻、如圖所示，已知

13、電源內(nèi)阻2、電動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)3V，滑動(dòng)變阻器總阻值滑動(dòng)變阻器總阻值10，定值電阻阻值，定值電阻阻值4求：求： （1）變阻器的最大功率）變阻器的最大功率 （2）電源的最大輸出功率和最大效率）電源的最大輸出功率和最大效率 （3）定值電阻的最大功率）定值電阻的最大功率 （4）電路總功率的最大值）電路總功率的最大值六、含容電路的分析六、含容電路的分析思路方法：思路方法：1、電路穩(wěn)定后，電路穩(wěn)定后，電容器在電路中就相當(dāng)于電容器在電路中就相當(dāng)于斷路斷路2、電路穩(wěn)定后，電路穩(wěn)定后，電容所在電路無(wú)電流電容所在電路無(wú)電流，所所以其兩端的電壓就是所在支路兩端的電壓以其兩端的電壓就是所在支路兩端的電壓3、電路的電路的

14、電壓、電流變化電壓、電流變化時(shí)，會(huì)時(shí)，會(huì)引起引起電容器的充放電電容器的充放電，進(jìn)而引起內(nèi)部電場(chǎng)的，進(jìn)而引起內(nèi)部電場(chǎng)的變化變化R1R2CsE(1)I=1A(2)Q=1.2X10- -4C16.如圖如圖,E=10V,R1=4,R2=6,C=30F.電電池內(nèi)阻可忽略池內(nèi)阻可忽略.(1)閉合開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S,求穩(wěn)定后通過(guò)求穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流的電流.(2)然后將開(kāi)關(guān)然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)斷開(kāi),求這以后流過(guò)求這以后流過(guò)R1的的總電量總電量.例例3:如圖所示如圖所示,直線直線OAC為某一直流電源為某一直流電源的總功率的總功率P總總隨電流隨電流變化的圖線變化的圖線.拋物線拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率為同一直

15、流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電隨電流流變化的圖線變化的圖線.若若A、B的橫坐標(biāo)為的橫坐標(biāo)為1A,則則AB表示的功率等于表示的功率等于( ) A.1W B.3W C.2W D.2.5Wc例：電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持一定，例：電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持一定，在外電路的電阻逐漸減小的過(guò)程中，在外電路的電阻逐漸減小的過(guò)程中，下面說(shuō)法中正確的是下面說(shuō)法中正確的是 ( )A電源的路端電壓一定逐漸變小電源的路端電壓一定逐漸變小 B電源的輸出功率一定逐漸變小電源的輸出功率一定逐漸變小C電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大D電源的供電效率一定逐漸變小電源的供電效率一定逐漸變小例：如圖所示的電路中例：如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為電源的電