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第十二章電能、能量守恒第2節(jié)閉合電路歐姆定律一、閉合電路2)內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路。(1)內(nèi)阻r(純電阻):內(nèi)電路的電阻。(2)內(nèi)電壓U內(nèi):內(nèi)電路上的電勢(shì)降落。1)外電路:電源外部的電路。(1)外電阻R:外電路的電阻。(2)路端電壓U外:外電路耗壓內(nèi)電路S1、構(gòu)成:用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路。rERK內(nèi)電路外電路外電路:電流方向由正極流向負(fù)極,沿電流方向電勢(shì)降低。內(nèi)電路:即在電源內(nèi)部,通過(guò)非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極,所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。2、閉合回路的電流方向內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。ababcd干電池發(fā)電機(jī)在干電池中,非靜電力是化學(xué)作用,它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能;在發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁作用,它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。思考:電源內(nèi)部的非靜電力是由什么提供的?3、電路中的電勢(shì)變化情況(1)在外電路中,沿電流方向流經(jīng)電阻電勢(shì)降低,

在內(nèi)電路中,存在內(nèi)阻(發(fā)熱元件),沿電流方向電勢(shì)也降低(2)在內(nèi)電路中沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”。abcd+-電源是為回路提供總能量、總電壓的裝置1).定義:非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功跟被搬運(yùn)的電荷量的比值。數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的。2).定義式:(W:非靜電力做的功q:電荷量)3).單位:伏特(V)1V=1J/C標(biāo)量4).物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小。5).特點(diǎn):由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān)。4、電源的電動(dòng)勢(shì)——電源為回路提供的總電壓二、閉合電路歐姆定律

——閉合電路等式規(guī)律rERsIW非靜電力=qE=IEt1.合上開(kāi)關(guān),在時(shí)間t內(nèi),有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?3.電流流經(jīng)內(nèi)電阻r時(shí),在時(shí)間t內(nèi)消耗多少電能?2.電流流經(jīng)外電路時(shí),在時(shí)間t內(nèi)消耗多少電能?E外=U外ItQ內(nèi)=U內(nèi)It=I2rt1、萬(wàn)能回路等式E=U外+U內(nèi)E=U外+Ir你能否得出電源的伏安特性曲線?以上各能量之間有何關(guān)系?函數(shù):U外=E-Ir①縱坐標(biāo)截距等于電源電動(dòng)勢(shì)E②橫坐標(biāo)截距等于I短=E/rEI短③斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻內(nèi)阻越大,圖線傾斜得越厲害.12

電源的伏安特性曲線——路端電壓與電流關(guān)系圖象E④“面積”=U.I=P出函數(shù):U外=E-Ir

電源的伏安特性曲線——路端電壓與電流關(guān)系圖象關(guān)注:“面積”=U.I=P出何時(shí)電源的輸出功率最大?I短EW非靜電力=qE=IEt1.合上開(kāi)關(guān),在時(shí)間t內(nèi),有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?3.電流流經(jīng)內(nèi)電阻r時(shí),在時(shí)間t內(nèi)消耗多少電能?2.電流流經(jīng)外電路時(shí),在時(shí)間t內(nèi)消耗多少電能?E外=UItQ內(nèi)=U內(nèi)It=I2rt2、純電阻回路等式E外=I2RtrERsIE=U外+IrE=IR+Ir函數(shù):U外=E-Ir在此處如何理解?以上各能量之間有何關(guān)系?ORI3、閉合電路歐姆定律:閉合的純電阻電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比.思考:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由a向b移動(dòng)時(shí),安培表和伏特表示數(shù)如何變化?

R總I總電流表示數(shù)減小電壓表示數(shù)增大U外=E-Ir↑↓U外↑你知道為什么多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗?試推導(dǎo):端電壓隨外電阻的增大而增大,隨著外電阻的減小而減小ab(2)外電路短路時(shí)(1)外電路斷路(空載)時(shí)ab.rPORUE4、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(純電阻回路)函數(shù):(3)時(shí)當(dāng)R=r時(shí)各量關(guān)系:1).電源提供的功率

(電源功率):2).電源的輸出功率(外電路得到的功率):3).電源內(nèi)阻上的熱功率純電阻純電阻:5、閉合電路中的功率和效率o

RP出Pmr4)、電源的輸出功率變量分析:U=E/2時(shí),電源的輸出功率最大電源輸出功率隨外電阻變化的圖線5)、電源的效率:純電阻萬(wàn)能式若純電阻電路,則,試推導(dǎo):

例1已知如圖,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的變化范圍是0-10Ω。求:①電源的最大輸出功率;②此時(shí)電源的效率多大?③R1上消耗的最大功率;④R2上消耗的最大功率。E

rR2R1①2.25W;②2W;③1.5W效率最大與功率最大一回事嗎?電動(dòng)勢(shì)BD銅braBR鋅A1.如圖為伏打電池示意圖,由于化學(xué)反應(yīng),在A、B兩電極附近產(chǎn)生了很薄的兩個(gè)帶電接觸層a、b.(1)(多選題)沿電流方向繞電路一周,非靜電力做功的區(qū)是()A.R B.bC.rD.a(2)在如圖所示回路的各區(qū)域內(nèi),電勢(shì)升高的總和等于電源的___________。2.單位電荷繞閉合電路一周,如外電路是純電阻電路,外電路中產(chǎn)生的熱量?jī)H決定于()A.電流的大小,且與電流的平方成正比B.電源電動(dòng)勢(shì)的大小,且與電動(dòng)勢(shì)的大小成正比C.路端電壓的大小,且與路端電壓的大小成正比D.各部分電阻值的大小,且與電阻值成反比C3.如圖所示,R1=8.0W,R2=5.0W,當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S扳到位置1時(shí),則得的電流

I1=0.2A;當(dāng)S扳到位置2時(shí),測(cè)得電流

I2=0.3A。求電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r

解:根據(jù)全電路歐姆定律,rSEAR1R212消去E4.在右圖的閉合電路中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),兩電表讀數(shù)的變化是()A.A變大,V變大B.A變小,V變大C.A變大,V變小D.A變小,V變小ARSER0PVB電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題

閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化,就會(huì)影響整個(gè)電路,使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是:閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。

思路:局部整體局部5.按如圖所示的電路連接各元件后,閉合開(kāi)關(guān)S,L1、L2兩燈泡都能發(fā)光。在保證燈泡安全的前提下,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向左移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是()A.L1變暗B.L1變亮C.L2變暗D.L2變亮ADRL1L2SE6.(多選)如圖所示,平行金屬板中有一個(gè)帶電油滴懸浮在兩板間的P點(diǎn),不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響,選地面的電勢(shì)為零,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.油滴帶負(fù)電,將向下運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)的電勢(shì)升高C.電源的效率變低D.若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為ΔU和ΔI,則AC四、歐姆表原理、多用電表1.如何把電流表改裝成電壓表?2.如何把電流表改裝成量程較大的電流表?知識(shí)回顧UIgVURgRUgURIgUgAIUgIIgIRRRg分壓電阻分流電阻能否把電流表改裝成直接測(cè)量電阻的歐姆表?(1)用導(dǎo)線把A、B直接連起來(lái),此時(shí)應(yīng)把可變電阻R調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達(dá)到滿偏電流?rABERRg例.如圖電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=0.5Ω,電流表滿偏電流Ig=10mA,電流表電阻Rg=7.5Ω,A、B為接線柱。1、歐姆表的改裝142Ω(2)調(diào)到滿偏后保持R的值不變,在A、B間接一個(gè)50Ω的電阻Rx,電流表指針指著多少刻度的位置?7.5mA(3)調(diào)到滿偏后保持R的值不變,在A、B間接一個(gè)150Ω的電阻Rx,電流表指針指著多少刻度的位置?5mA通過(guò)以上計(jì)算你有何啟發(fā)?150Ω定值Rx2).歐姆表的結(jié)構(gòu):歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R,

刻度盤(pán)和紅、黑表筆組成.mΩ050150∞RrREIx++=gRx+1).改裝原理:RxR內(nèi)3

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