当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

闭合电路欧姆定律


高中物理选修3-1第二章 恒定电流

第七节
闭合电路欧姆定 律
1

一、闭合电路:
1、用导线把电源、 用电器和开关连 接起来就组成一 个闭合电路。

外电路

内电路

闭合电路

外电路:电源外部的用电器和导线 构成外电路

。 内电路:电源内部有电阻,所以构 成电路是内电路。

2

2、闭合电路的电流方向

在外电路中,电流方向由正极流向负 极,沿电流方向电势降低。在内电路中, 即在电源内部,通过非静电力做功使正 电荷由负极移到正极,所以电流方向为 负极流向正极。
内电路与外电路中 的总电流是相同的。

+

+ 3

3、电路中的电势变化情况
(1)在外电路中,沿电流方向电势降 低。
a + d

(2)在内电路中,一方面, 存在内阻,沿电流方向电势降低;另一 方面,沿电流方向存在电势“跃升”。
4

c b

思考与讨论:
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R,在时 间t内外电路中有多少电能转化为内能?
2、内电路也有电阻r,当电流 通过内电路时,也有一部分电 能转化为内能,是多少?

Q外

2Rt =I

Q内

2rt =I

外电路
R
K

3、电流流经电源时,在时 间t内非静电力做多少功?

内电路
E r
5

W=Eq=EIt

4、以上各能量之间有什么关系?

根据能量守恒定律,非静电力做 的功应该等于内、外电路中电能转化 为内能的总和。

W=Q外+Q内
即:EIt=I2Rt+I2rt….(1) 化简得:E=IR+Ir=U外+U内….(2)
1、U外=I.R是外电路上总的电势降落,习惯上 叫路端电压,或外电压。 2、U内=I.r是内电路上的电势降落,习惯上叫 内电压。

6

二、闭合电路欧姆定律
由EIt=I2Rt+I2rt还可以得到: E I= R+r
表明:闭合电路中的电流跟电源的 电动势成正比,跟内、外电路的总电 阻成反比;这一结论叫做闭合电路的 欧姆定律。 注意:闭合电路欧姆定律只适用于 纯电阻电路。
7

说明:
1、路端电压:U外=E-I.r
2、若电源断路,则I=0,U内=Ir=0, 2、若电源断路,则U内=? U外=? U外=E。

3、若外电路短路,则U外=?,U内=?。 3、若外电路短路,R=0,则U外=0, U内=E。
4、以上两个公式仅适用于纯电阻电 路
而E=U外+U内适用于任何电路
8

练习
1、 如图R1=14Ω,R2=9Ω,当开关 处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当 开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A 求电源的电动势E和内电阻r?
1 R1

2

R2 Er

A
9

2、如图R=0.8Ω当开关S断开时电 压表的读数为1.5V;当开关S闭合 时电压表的读数为1.2V。则该电 源的电动势和内电阻分别为多少?

根据内电路电流外电路总电流相同

10

三、路端电压跟负载的关系
路端电压:U ? E ? Ir R为负载:可以改变。

s
V

A R

E r

R增大

I减小
内电压U内=Ir减小

动态变化
R减小 I增大
11

外电压U外=E-Ir增大

外电压减小

内电压增大

例1:如图所示电路,当滑动变阻器 的滑片P向上移动时,判断电路中的 电压表、电流表的示数如何变化?已 知各电表都为理想电表。 V1示数增大

V2示数增大
A示数减小
12

2、如图所示的电路中,当可变电阻 R的值增大时( ) A、ab两点间的电压Uab增大 B、ab两点间的电压Uab减小 C、通过电阻R的电流I增大 D、通过电阻R的电流I减小

答案:AD
13

3、如图电源电动势为E,内电阻为r,当滑 动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现 电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为 ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是( ) A、小灯泡L1、L3变暗,L2变亮 B、小灯泡L2、L3变暗,L1变亮 C、ΔU1<ΔU2; D、ΔU1>ΔU2

14

四、电源的功率和效率
1、几个功率 ①电源的功率(电源的总功率)P ②电源的输出功率: 外电路消耗的功率P出或P外 ③电源内部消耗的功率:P内
2、三个功率的关系——闭合电路的功率分配关 系

思考:什么情况下电源的输出功率最 大?

15

电源的输出功率讨论: =UI P出
U2 P出=I2R= R 纯电阻电路:

P外= (

E R ?r

) R =

2

E

2 2

(R ? r) R



E (R ? r) R

2 2

? 4r
2

当 R = r 时, Pm ?

E

2

?

E

4r

4R
16

P出 Pm P0

r 电源输出功率随外电阻变化的图线

o

R

3、电源的效率:

17

例1:如图所示的电路中,电压表的电 阻很大,开关S断开时,电压表的示数 是4.8V,S闭合时,电压表的示数是 3.6V,已知R1=R2=4Ω,求: (1)电池的电动势和内电阻?
(2)第一种情况下的电源的 总功率,电源的输出功率, 以及电源的热功率和电源 的效率?
18

2、如图R为电阻箱,V为理想电压表,当电 阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V; 当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为 U2=5V,求: (1)电源的电动势E和内阻r? (2)当电阻箱R读数为多 少时,电源的输出功率最 大?最大值Pm为多少?
19

五、电源的外特性曲线(U-I图象)
(1)图象的函数表达:U ? E ? Ir (2)图象的物理意义:

①在纵轴上的截距表示电 源的电动势E。 ②在横轴上的截距表示电 源的短路电流:I短=E/r。 ③图象斜率的绝对值表示 电源的内阻,内阻越大, 图线倾斜得越厉害。

E

B A

U ? E ? Ir

α

E/r

rA>rB

20

例4:右图中图线①表示某电池组的输出电 压与电流关系,图线②表示其输出功率与 电流关系,该电池组的内阻为_ Ω,当电 5 池组的输出功率为120W时,电池组的输出 电压是__V。 30

21


相关文章:
闭合电路欧姆定律经典习题
高二物理期末复习 配套巩固习题 闭合电路欧姆定律 2011-12-8 闭合电路欧姆定律姓名___ 学号___ 一、单项选择题 单项选择题 1.如图 1 所示,水平放置的平行板...
闭合电路欧姆定律
. 、 适用年级: 作者姓名: 联系电话: 概述 《闭合电路欧姆定律》是普通高中课程标准实验教科书《物理》 (选修 3—1)中的第二章 第七节内容,电动势作为单独的...
闭合电路欧姆定律典型例题
[分析 两次在电源两端测得的都是路端电压,将两次所得结果代入闭合电路欧姆定律,可得两 分析] 分析 个联立方程,解此联立方程即得 R1 的大小。 [解] 设电源...
闭合电路欧姆定律习题及答案(提高班)
闭合电路欧姆定律习题及答案(提高班)_理化生_高中教育_教育专区。闭合电路欧姆定律 1、在闭合电路中,下列叙述正确的是( ) A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比...
闭合电路欧姆定律 知识点
闭合电路欧姆定律(电流表的内外接法、限流式分压式接法)一、电流表的内接和外接在电学实验中通常需要用电器两端的电压和通过用电器的电流,这时要利用伏安 法测...
高中物理闭合电路欧姆定律
高中物理闭合电路欧姆定律_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。这一章学生学的非常头疼,主要集中在求功率,动态电路等问题。题型总结如下 ...
闭合电路欧姆定律(含答案)
当 S 断开时,UAB=0,UBC=0 [知识梳理] 闭合电路欧姆定律 (1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成___,跟内、外电路的电阻之和成 ___. ?I= ? (2)...
闭合电路欧姆定律--动态电路分析
电路中总电流增大,内 阻两端电压增大,则由闭合电路欧姆定律可知,电路的路端电压减小,故电压表示数 减小; 由欧姆定律可知,R1 上的分压增大,故并联部分电压减小,...
闭合电路欧姆定律教案
§2.7 闭合电路欧姆定律 (2 课时)第 1 课时一、教学目标 1.知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时 两极间的电压;从能量转化的...
2014物理闭合电路欧姆定律及其应用高考题汇总(含答案)
特别提醒 在电路的动态分析中,要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联 分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时,可从电流、电压和功率三个量中的...
更多相关标签:
全电路欧姆定律 | 闭合电路的欧姆定律 | 闭合电路欧姆定律ppt | 欧姆定律 | 闭合电路欧姆定律教案 | 闭合电路欧姆定律习题 | 串反并同 | 静电场朔 |