閉合電路歐姆定律wo

閉合電路歐姆定律物理選修3-1第二章電動勢E的物理意義及定義式？太陽電池干電池鉛蓄電池鋰電池鋅汞電池創(chuàng)設(shè)情境電動勢：電源的屬性，描述電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。E=W/q在數(shù)值上就等于電源沒有接入外電路時(shí)兩極間電壓?！罺1.怎樣測量電池的電動勢？2.把小燈泡接入電路，電壓表讀數(shù)小于1.5V，為什么不是1.5V呢？是誰“偷走了”電壓嗎？創(chuàng)設(shè)情境V1、最簡單的閉合電路是由那幾部分組成的？學(xué)生閱讀課本P601-3段2分鐘自主學(xué)習(xí)2、在外電路中沿電流的方向，電勢如何變化？為什么？在內(nèi)電路中，沿電流的方向，電勢如何變化？為什么？電源內(nèi)阻上有沒有電勢的變化？外電路內(nèi)電路內(nèi)電路SR+—RS+—rE一、認(rèn)識閉合回路U內(nèi)U外EErRS++

電流+電動勢E=U外+U內(nèi)?二、探究閉合電路電勢關(guān)系思考：電動勢是如何產(chǎn)生的？電源內(nèi)部電勢是如何升高的？ababcdbdac3.電路中電勢降落關(guān)系問題歸納正電荷在靜電力作用下從電勢高的位置向電勢低的位置移動，在外電路中，沿電流方向電勢降低，反應(yīng)層中（ad和cb)非靜電力（化學(xué)作用）把正電荷從電勢低處移至電勢高處，在這兩個地方，沿電流方向電勢“躍升”。1.在時(shí)間t內(nèi),外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？2.內(nèi)電路有電阻r，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，是多少？3.電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)非靜電力做多少功？Q外=I2RtQ內(nèi)=I2rtW非=Eq=EIt4.根據(jù)能量守恒定律能得出什么結(jié)論？W非=Q外+Q內(nèi)如圖：外電路電阻為R，閉合電路電流為I三、探究閉合電路能量關(guān)系∴E=IR+Ir２、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．１、對純電阻電路

四、閉合電路歐姆定律說明：

1、是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓.

2、是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓.3、四、閉合電路歐姆定律4、適用條件：①②適用于純電阻電路，③適用于任意電路。①或③E=IR+Ir②例題:如圖所示,R1=14Ω、R2=9Ω,當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時(shí),電流表的示數(shù)為I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時(shí),電流表的示數(shù)為I2=0.3A.求:電源的電動勢E和內(nèi)阻r.AR1R212I1R1－I2R2解：根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r消去E，解出r，得r=I2－I1⑴⑵代入數(shù)值得，r=1Ω將r值代入方程⑴中，得E=3V創(chuàng)造應(yīng)用根據(jù)本題你能得到什么啟示？abcd二、閉合電路電勢關(guān)系課堂小結(jié)：內(nèi)電路一、認(rèn)識閉合電路ab外電路三、閉合電路能量關(guān)系E=IR+Ir四、閉合電路歐姆定律U=E-Ir想一想：閉合電鍵后電壓表示數(shù)為什么會變小呢？VrIRrU內(nèi)U外ERIU內(nèi)U外E.r

一定I=ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)RIU內(nèi)U外E.r

一定I=

ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)路端電壓跟外電阻的關(guān)系理論推導(dǎo)結(jié)論：路端電壓隨著外電阻的增大（減?。┒龃螅p?。Ｂ范穗妷焊怆娮璧年P(guān)系R=0I=E/rU內(nèi)=EU外=0E.r

一定I=ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)（1）電源兩端短路（2）外電路斷路R=∞I=0U內(nèi)=0U外=EE.r

一定I=ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)結(jié)論：當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流I=E/r，內(nèi)電壓等于電動勢；當(dāng)外電路斷路時(shí)，路端電壓等于電動勢。3.兩種特例：（二）理論探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系物理來自生活為什么晚上7、8點(diǎn)鐘的時(shí)候家里面的燈看起來很昏暗，而夜深人靜時(shí)又變亮了呢？s1s2L1L2L3RIU內(nèi)U外E.r

一定I=

ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)你現(xiàn)在能解釋剛才的現(xiàn)象了嗎？2.閉合電路歐姆定律：1.部分電路歐姆定律：一、復(fù)習(xí)回顧(適用于純電阻電路)3.閉合電路歐姆定律推導(dǎo)公式：(適用于任何電路)內(nèi)電路E、rSRVA外電路鞏固練習(xí)1.在閉合電路中，下列敘述正確的是()A.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B.當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓等于零C.當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流趨近于∞D(zhuǎn).當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓也增大AD（2005年北京春季理綜18）3．一電池外電路斷開時(shí)的路端電壓為3V，接上8Ω的負(fù)載電阻后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r為（）

A．E=2.4V，r=1ΩB．E=3V，r=2Ω C．E=2.4V,r=2Ω

D．E=3V,r=1ΩB即2.4+0.3r=3得r=2Ω解：外電路斷開時(shí)的路端電壓為3V，則E=3V接上8Ω的負(fù)載電阻后鞏固練習(xí)（2）圖象的物理意義①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E．

②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害．(三)

路端電壓U隨電流I變化的圖象．（1）圖象的函數(shù)表達(dá)：

U/VI/AO123246例1：如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖象,由圖象可知,該電源的電動勢為

V,內(nèi)阻為

Ω。

30.5

電動勢斜率：電動勢：解析：內(nèi)阻：（二）電源的外特性曲線應(yīng)用例題00.20.40.61.51.00.5圖甲00.51.01.51.61.41.21.0圖乙某同學(xué)用電流表和電壓表等儀器測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)中分別測量了新舊電池各一節(jié)，根據(jù)測量結(jié)果分別作出新、舊電池的U-I圖象如圖甲和圖乙所示，則圖____(填“甲”或“乙”)表示新電池的U-I圖像，由圖像可求新電池的內(nèi)阻____，舊電池的內(nèi)阻______。乙例2：4.如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是（）A.電動勢E1=E2，短路電流I1>I2B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1>r2C電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1<r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大OUI12AD鞏固練習(xí)（三）部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律的比較1.表達(dá)式U外=E-Ir2.U-I圖象EE/r|k|=r短路斷路五、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用電源消耗功率（電路消耗總功率）：P總=EI外電路消耗功率（電源輸出功率）：P出=UI內(nèi)電路消耗功率（發(fā)熱功率）：P內(nèi)=I2r

電源的效率η=P出/P總=U/E=R/（R+r）1．在閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系閉合電路中的功率1．在閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系2、電源輸出功率隨外電路電阻變化關(guān)系P出=UI=E2R/（R+r）2討論該函數(shù)極值可知，R=r時(shí)，輸出功率有極大值；P出=E2/4rR＜r時(shí)，隨R增大輸出功率增大，R=r輸出功率最大，R＞r時(shí)，隨R增大，輸出功率減小。閉合電路中的功率二、閉合電路中的三類功率1、電源的功率P總：電源的總功率，P總=IE

EIU端2、電源的輸出功率P輸出：圖線與兩軸所圍面積表示輸出功率IUIU0交點(diǎn)的意義？3、內(nèi)阻損耗的功率P內(nèi)：小結(jié)1．閉合電路歐姆定律

2．路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：

（1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．（2）表達(dá)式（1）路端電壓隨外電路電阻R增大而增大斷路短路（2）路端電壓U隨電流I變化的圖象．

三、路端電壓跟電流的關(guān)系1、條件：純電阻電路，E、r一定2、規(guī)律：（3）圖像表述：（1）公式表述：（2）文字表述：路端電壓隨著電流的增大而均勻減小。（1）縱截距：3、斜率和截距的物理意義：（2）橫截距：（3）斜率條件：縱軸U從零開始取值!OIUE.PU0I0αβ4、重要應(yīng)用：利用函數(shù)的知識來研究物理規(guī)律。根據(jù)縱截距求E，利用斜率絕對值求內(nèi)電阻r?？v軸U無需從零開始。，E、r一定；b是純電阻元件?？梢允蔷€性元件，也可以是非線性元件。四、U-I圖像的綜合應(yīng)用（I0,U0）βbaOIUE.PU0I0α1、條件：a閉合電路純電阻電路2、規(guī)律：（1）兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；（2）交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示該電阻接入電路時(shí)電源的輸出功率；當(dāng)β=α?xí)r，圖中矩形面積最大，即輸出功率最大.3、關(guān)鍵：明確交點(diǎn)表示的閉合電路的工作狀態(tài)。例5.如圖所示，直線A為電源的U-I圖線，曲線B為燈泡電阻的U-I圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電路的總功率分別是（）A．4W、8W B．2W、4WC．4W、6W D．2W、3WCI/AU/V246BA3210圖中A為電源的U-I圖象；B為外電阻的U-I圖象；A的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。籄與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動勢；B的斜率的絕對值表示外電阻的大小；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率。U=3V和I=2A兩條圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電源的總功率。六、電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系1、條件：

（1）純電阻電路，

（2）E、r一定，

（3）

R是外電路的總電阻，

（4）R是變化的（自變量）。2、規(guī)律：推導(dǎo)方法（1）配方法；（2）均值不等式（1）公式表述：（2）圖像表述：③②當(dāng)R=r時(shí)，電源輸出功率最大RP出PmrP0R1R2O當(dāng)時(shí)，電源的輸出功率相等。最大輸出功率①當(dāng)R=0即電路短路和R=∞即電路斷路兩種情況下，電源的輸出功率均為零。④當(dāng)R∈（0，r）是增函數(shù)；當(dāng)R∈（r，∞）是減函數(shù)；例2:如圖所示的電路,電源的電動勢E=9.0V，內(nèi)電阻r=2.0Ω，定值電阻R1=1.0Ω，R2為可變電阻，其阻值在0--10Ω范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（1）R2取何值時(shí)，電源的輸出功率最大？（3）R2

取何值時(shí)，R1消耗的電功率最大？（2）R2取何值時(shí)，R2

消耗的電功率最大？R2R1Er1、當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源輸出的功率最大，但此時(shí)效率才50%。2、模型化歸：研究變阻器上消耗功率最大時(shí)，可把定值電阻看作內(nèi)阻。例：如圖所示，電源電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，當(dāng)滑動變阻器的滑動點(diǎn)P向右移動時(shí)，（1）電流表、電壓表的示數(shù)將如何變化？（2）電燈L的亮度如何變化？VA電路動態(tài)分析：路端電壓干路電流解：電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，電燈L變亮解析：S1基本思路是“部分→整體→部分”,部分電路歐姆定律,各部分量的變化情況。如圖電路，閉合開關(guān)S后，a、b、c三盞燈均能發(fā)光，電源電動勢E恒定且內(nèi)阻r不可忽略。現(xiàn)將變阻器R的滑片稍向上滑動一些，三盞燈的亮度變化情況是（）A、a燈變亮，b、c燈變暗B、a、c燈變亮，b燈變暗C、a、c燈變暗，b燈變亮D、a、b燈變暗，c燈變亮BcbaR解：變阻器R的滑片稍向上滑動一些，R的阻值↓，并聯(lián)電阻↓，總電阻↓，總電流I總↑,a燈變亮;路端電壓U=E-I總r↓，并聯(lián)電路兩端電壓U并=U-I總Ra減小↓，b燈變暗;Ic=I總-U并/Rb↑，c燈變亮。電路的動態(tài)分析順序：部分-——整體——部分例2、如圖所示，電源電動勢E=10V，R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,電池內(nèi)阻可忽略。ER1R2CS(1)閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流。(2)然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過R1的總電量。二、含有電容器的直流電路ER1R2CS解析：(