人教高二物理選修31課件第二章恒定電流第7節(jié)閉合電路的歐姆定律課時2

1、第二章 恒定電流,第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律（第二課時）,本節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了部分電路的基本規(guī)律知識后而編排的，對路端電壓與電流的關(guān)系圖線進行講授，使學(xué)生可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，對于恒定電路中的動態(tài)變化應(yīng)精講精練，讓學(xué)生掌握判斷的流程。,1.掌握閉合電路的歐姆定律，理解各物理量及公式的物理意義和圖象。 2.會利用定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律及原因，會用公式法、圖象法分析路端電壓與負載的關(guān)系。 重點：掌握閉合電路歐姆定律及用定律討論外電壓隨外電阻變化的規(guī)律及原因。 難點：利用閉合電路歐姆定律，對復(fù)雜電路中進行動態(tài)分析。,通過動畫的形式，介紹幾種電器電路結(jié)構(gòu)，使學(xué)生了解通路、斷路、

2、短路的具體描述，學(xué)會分析簡單的電路問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。,1. 路端電壓：外電路兩端的電壓，也叫外電壓，也就是電源正、負極間的電壓。 2. 公式：對純電阻電路,一、路端電壓與負載的關(guān)系,（1）當(dāng)外電阻 R 增大時，根據(jù) 可知，電流 I 減小( E 和 r 為定值)，內(nèi)電壓 Ir 減小，根據(jù) U外EIr 可知路端電壓 U外 增大。,（2）當(dāng)外電阻 R 減小時，根據(jù) 可知電流 I 增大，內(nèi)電壓Ir 增大，根據(jù)U外EIr 可知路端電壓U外減小。,3. 路端電壓 U外與外電阻 R 之間的關(guān)系,2. 當(dāng)外電路短路時，R0 , (稱為短路電流)，U外0。由于通常的電源內(nèi)阻很小，短路時會形成很大的電流。

3、這就是嚴禁把電源兩極不經(jīng)負載直接相接的原因。,1. 當(dāng)外電路斷開時，R ，I 0，Ir 0，U外 E，此為直接測量法測電動勢的依據(jù)。,例1. 一電源 ( 電動勢為 E，內(nèi)阻為 r )，當(dāng)它和一標(biāo)有“6 V 3 W ”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時, 小燈泡恰好正常發(fā)光。如果該電源與一標(biāo)有“6 V 6 W” 的小燈泡構(gòu)成一閉合回路，該燈泡 （ ） A. 正常發(fā)光 B. 比正常發(fā)光暗 C. 比正常發(fā)光亮 D. 因不知電源內(nèi)阻的大小，故無法確定,B,二、路端電壓與電流的關(guān)系,1. 由U外EIr 可知，U外I 圖象是一條斜向下的直線，如圖所示。,2. 縱軸的截距等于電源的電動勢 E；橫軸的截距等于外電路短路時

4、的電流 。 3. 直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即 。,短路,斷路,例2. 如圖所示是某電源的伏安特性曲線，則下列結(jié)論正確的是 （ ） A. 電源的電動勢為 6.0 V B. 電源的內(nèi)阻為 12 C. 電流為 0.2 A 時，外電阻是 28.4 D. 電源的短路電流為 0.5 A,AC,5.4,0,5.2,0.4,6.0,5.8,5.6,0.2,I/A,U/V,11,1. 電源的功率P：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也稱為電源的總功率，計算式為 PIE (普遍適用) (只適用于外電路為純電阻的電路) 2. 電源內(nèi)阻消耗功率P內(nèi)：電源內(nèi)阻的熱功率，也稱為電源的損耗功率，計算式為P內(nèi)I2r

5、。,三、閉合電路中的功率和效率,3電源的輸出功率 P出：外電路上消耗的功率，計算式為 P出IU外 (普遍適用) (只適用于外電路為純電阻的電路) 4輸出功率隨外電阻 R 的變化關(guān)系：電源的輸出功率為,由上式可以看出 (1) 當(dāng) Rr 時，電源的輸出功率最大， ，此時電源效 率50%； (2) 當(dāng) R r時，隨著R的增大輸出功率越來越??； (3) 當(dāng) R r時，隨著R的增大輸出功率越來越大； (4) 當(dāng) P出 Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻 R1 和 R2，且 R1R2r2。,(5) P出與 R 關(guān)系如圖所示,5閉合電路上功率分配關(guān)系為： P P出P內(nèi) 即 EIUII2r 閉合電路上功

6、率分配關(guān)系，反映了閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，即電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出給外電路，并在外電路上轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 能量守恒的表達式為 EItUItI2rt (普遍適用) EItI2RtI2rt (只適用于外電路為純電阻的電路),6. 電源的效率 (只適用于外電路為純電阻的電路) 由上式可知，外電阻R越大，電源的效率越高。,例3. 如圖所示，R 為電阻箱，V為理想電壓表，當(dāng)電阻箱讀數(shù)為 R12 時，電壓表讀數(shù)為 U14 V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R25 時，電壓表讀數(shù)為 U25 V。求： (1)電源的電動勢 E 和內(nèi)阻 r； (2)當(dāng)電阻箱 R 讀數(shù)為多少時，電源的輸出功率最大

7、？最大值 Pm為多少？,答案：(1)6 V1 (2)1 9 W,根據(jù)歐姆定律確定串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學(xué)量的變化情況。,四、電路的動態(tài)分析,串反并同法：即直接應(yīng)用“部分電路中R、I、U的關(guān)系”中的兩個結(jié)論。 (1)任一電阻 R 阻值增大，必引起該電阻中電流 I 的減小和該電阻兩端電壓 U 的增大。,(2) 任一電阻 R 阻值增大，必將引起與之并聯(lián)的支路中電流 I并 的增大和與之串聯(lián)的各電阻電壓 U串 的減小。,例 4. 如圖所示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片 P 向上移動時，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化 ?,電壓表 V1 示數(shù)增大、 V2

8、示數(shù)增大； 電流表 A 示數(shù)減小,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,（電源的伏安特性曲線）,3.閉合電路中的功率和效率,22,1. 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 I2 B.電動勢 E1=E2 ,內(nèi)阻 r1 r2 C.電動勢 E1 E2，內(nèi)阻 r1 r2 D.當(dāng)兩電源的工作電流變量相同時，電源 2 的路端電壓變化較大,AD,2. 如圖為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的 U I 圖線。用此電源與三個阻值均為 3 的電阻連接成電路，測得路端電壓為 4.8 V。則該電路可能為（ ）,