物理魯科版（2019）必修第三冊(cè) 4.1閉合電路的歐姆定律課件

第1節(jié)

閉合電路歐姆定律第4章閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電1．電源的電動(dòng)勢(shì)是反映電源（通過非靜電力做功）把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量．2．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于在電源內(nèi)部非靜電力把

正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功.(若用E表示電動(dòng)勢(shì)，用W表示非靜電力移送電荷q做的功，則公式為.)3．電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，因此也有電阻，叫電源的

,它是一個(gè)定值.一、電動(dòng)勢(shì)概念內(nèi)阻1CE=W/q二、閉合電路的歐姆定律1、閉合電路的組成，(1)閉合電路：用導(dǎo)線把電源、用電器連成的電路（2）外電路：電源外部的電路，在外電路中，正電荷在恒定電場(chǎng)力的作用下由電源的正極移向負(fù)極，所以，沿電流方向電勢(shì)降低。外電路的電阻叫外電阻R，外電路兩端的電壓叫外電壓（路端電壓）用U外

（3）內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，在內(nèi)電路中，非靜電力把正電荷從電源的負(fù)極移動(dòng)到正極，所以，在電源內(nèi)部，沿電流方向電勢(shì)升高。內(nèi)電路的電阻叫內(nèi)電阻r，內(nèi)電路兩端的電壓叫內(nèi)電壓,用U內(nèi)表示U外U內(nèi)內(nèi)電阻E2、閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化在外電路中，靜電力做功，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，在內(nèi)電路中，非靜電力做功把把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能3、閉合電路的歐姆定律（1）推導(dǎo)：對(duì)純電阻電路，設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,外電阻為R.內(nèi)電阻為r閉合電路中的電流為I,在時(shí)間t內(nèi)，非靜電力的功：

外電路中產(chǎn)生的熱量?jī)?nèi)電路中產(chǎn)生的熱量由能量守恒得：所以W=Q1+Q2EIt=I2Rt+I2rt（2）內(nèi)容：閉合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。（3）、公式E=U外+Ir

（普適）(僅適用純電阻電路）（4）注意：1、用電壓表接在電源兩端時(shí)測(cè)得的電壓是外電壓，不是電動(dòng)勢(shì)，更不是內(nèi)電壓。2、當(dāng)電源未接入電路時(shí)，因無(wú)電流通過內(nèi)電路，所以，此時(shí)U內(nèi)=0，U外=E，即：電動(dòng)勢(shì)等于開路時(shí)的路端電壓。3、I=E/(R+r)只適用于純電阻電路，但U外=E—Ir,E=U外+U內(nèi)適用于任何電路。4、閉合電路的歐姆定律反應(yīng)的是電動(dòng)勢(shì)和電壓的數(shù)量關(guān)系，但是它們的本質(zhì)是不同的。電動(dòng)勢(shì)反應(yīng)的是電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小；而電壓反應(yīng)的是外電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式額能的本領(lǐng)的大小。三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1.干路電流與外電阻的關(guān)系:R外→∞，I干=0R外

=0，I

干=Im=I短路＝E/r2、路端電壓：外電路兩端的電壓，也叫外電壓，即電源兩極之間的電壓。3、路端電壓與電流的關(guān)系：

（1）公式:

U=E—Ir

當(dāng)電路開路時(shí)，I=0，則U=E,即電動(dòng)勢(shì)等于開路電壓。

當(dāng)電路短路時(shí)，U=0,則I短=E/r(短路電流一般很大）

（2）U---I圖像

UI短EIO圖象的物理意義

①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)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(duì)值表示電源的內(nèi)阻．4、路端電壓U隨外電阻R關(guān)系U=IR=ER+r?R=E1+rR由上式U—R可得圖象如圖所示從圖可以看出：(1)當(dāng)R增大時(shí)，U也隨之增大。(2)當(dāng)外電路斷開時(shí),R=∞,U=E。(3)當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,U=0,I短=一般情況下不允許外電路短路。Er0RUEE2r四.閉合電路中的功率(1)電源的工作功率P=IE(2)內(nèi)耗功率：P內(nèi)=I2r(3)輸出功率：P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU當(dāng)外電阻為純電阻電路時(shí)P出=I2R=E2R(R+r)2=E2+4r(R-r)2R當(dāng)R=r時(shí),P出最大，且最大值為P出m=E24r0RP出E24rrP出—R圖線如圖所示當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增加，P出減少當(dāng)R<r時(shí)，隨著R的增加，P出增加當(dāng)R=r時(shí)，P出=E2/4R=E2/4r最大4．電源的效率：注意：電源的輸出功率最大時(shí)，其效率為例題1、以下說法中正確的是A．在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷定向移動(dòng)形成電流B．靜電力和非靜電力都可以使電荷移動(dòng)所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少C．在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D．靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加典例透析答案：D2．有兩個(gè)相同的電阻R，串聯(lián)起來接在電動(dòng)勢(shì)為E的電源上，電路中的電流為I；將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時(shí)流過電源的電流為4I/3，則電源的內(nèi)阻為(

)A．R

B.R/2C．4R D．R/8解析：由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝(＋r)，由以上兩式可得r＝4R.答案：C3.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.2Ω，標(biāo)有“8V

16W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R0＝0.15Ω，則電源的輸出功率為(

)解析：電路的總電流I＝(E－U額)/r＝(10－8)/0.2A＝10A，則電源的輸出功率為P＝IU額＝10×8W＝80W．A．16W

B．440WC．80W D．400W答案：C

【例4】如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A．當(dāng)S斷開時(shí)，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．【例5】

如圖所示的電路中，所用電源的電動(dòng)勢(shì)E＝4V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R1可調(diào)．現(xiàn)將R1調(diào)到3Ω后固定.已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)開關(guān)S斷開和接通時(shí)，通過R1的電流分別為多大？(2)為了使A、B之間電路的電功率在開關(guān)S接通時(shí)能達(dá)到最大值，應(yīng)將R1的阻值調(diào)到多大？這時(shí)A、B間消耗的最大電功率是多少？[答案]

(1)0.4A

0.667A

(2)0

3.556W1．關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是(

)A．電源電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓的大小，所以當(dāng)電源接入電路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的大小將發(fā)生變化B．電路閉合時(shí)，并聯(lián)在電源兩端的電壓表的示數(shù)就是電源電動(dòng)勢(shì)的值C．電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)大小的物理量D．在閉合電路中，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電壓之和，所以電動(dòng)勢(shì)實(shí)際上就是電壓答案：C課堂訓(xùn)練2.如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率隨電流I變化的圖線，曲線OBC表示同一直流電源內(nèi)部的熱功率隨電流I變化的圖線．若A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1A，那么AB線段表示的功率為(

)A．1W B．6W

C．2W

D．2.5W

答案：C3.如圖所示，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，水平放置的平行金屬板間的帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向a端移動(dòng)，則(

)A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小C．R1消耗的功率減小 D．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)解析：由題圖可知，R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；電容器與變阻器并聯(lián)；當(dāng)滑片向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；路端電壓減小，同時(shí)R1兩端的電壓增大，所以電壓表示數(shù)減小，電流示數(shù)增大，故A、B錯(cuò)誤．流過R1的電流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C錯(cuò)誤．電容器板間電壓減小，板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，故質(zhì)點(diǎn)P受到的向上電場(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，故D正確．答案：D4.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)U1與電壓表

的讀數(shù)U2的變化情況是(

)A．U1變大，U2變小

B．U1變大，U2變大C．U1變小，U2變小

D．U1變小，U2變大

答案：A5.如圖，電源電動(dòng)勢(shì)ε=10V，內(nèi)阻不計(jì)，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．(1)閉合電鍵S，求穩(wěn)定后