《闭合电路的欧姆定律》分析.ppt

2.7 闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路欧姆定律： 2. U -- R 关系: 3、U -- I 关系图象： 由：U = E — I r 知， U是I 的一次函数。 1．外电路中，电能转化其它形式的能。同时电源的内电阻将电能转化为内能 2、上述所消耗的电能，均由电源提供。电源将其它形式的能转化为电能。电源的电动势越大，将其它形式的能转化为电能的本领越大。 课堂训练 3、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?(电压表可看做理想电压表） 祝同学们学习愉快！ 再见！ * * 物理新人教版选修3-1 第二课时 电源的外特性曲线——路端电压U随电流变化的图象． （1）图象的函数表达： （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 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． 【注意】纵轴的原点可以不在两轴交点 电源的内电阻r=△U/△I. 闭合电路中的能量转化 E=U外+U内 EI=U外I+U内I EIt=U外It+U内It 电源的输出功率随外电阻变化的讨论 ①电源的总功率P总=IE ②内耗功率：P内=I2r ③输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外 当外电阻为纯电阻电路时 当R外=r时,P出最大，且最大值为 P出m= E2 4r (R外+r)2 = E2 +4r (R外-r)2 R外 P出=I2R外= E2R外 由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢? 例题：已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求： ①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。 E r R2 R1 ① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。 1、在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路中的电流和路端电压. R S E r 课堂训练 I = 1 A U = 1.38V 2、 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 A R1 R2 2 E r 课堂训练 E = 3V r = 1Ω E=1.5V，r =1.5Ω 课堂训练 A、B 4、 课堂训练 AC 5、 例、在所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，　当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电源的电动势和内电阻。 　如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势 R1 R2 A 1 2 E r S R1 R2 1 2 E r S V 一种测量电源电动势和内电阻的方法 例题：如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特 性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特 性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只 定值电阻的阻值为______Ω。现有4只这种规格的定 值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为 该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中， 输出功率最大时是_______W。 U/V I/A o 20 15 10 5 a b 解：由图象可知蓄电池的 电动势为20V。 由斜率关系知外电阻阻值 为6Ω。 用3只这种电阻并联作为外 电阻，外电阻等于2Ω，因 此输出功率最大为50W。 闭合电路的U-I图象 U o I E U0 M（I0,U0） β α b a N I0 Im 1）右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象 2）两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流. 3）a的斜率的绝对值表示电源内 阻的大小、b的斜率的绝对值表 示接入电路中外电阻的的大小 4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩 形面积最大，即输出功率最大。 闭合电路中变量分析 (1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变 (2)I、U、P公式： 电流I=E/(R外+r). 内电压U内＝Ir=Er/(R外+r). 外电压U外＝I R外＝E-Ir.