高中物理2.7闭合电路欧姆定律课件教科版选修3-1.pptVIP

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。 * * 闭合电路欧姆定律 电源 电源是一种把其它形式能转化为电能的装置 电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。 内电路、外电路、内电阻、外电阻 外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等. 外电阻：外电路的总电阻. 内电阻：内电路的电阻、通常称为电源的内阻. 内电路：电源内部的电路. 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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 2、公式： 3、适用条件： 外电路是纯电阻的电路. 例题： 如图所示电路，电源电动势为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。 解：由题意知，电动势E=1.5 V，外电阻R=1.38 Ω，内阻r=0.12 Ω. 由闭合电路欧姆定律得： 路端电压为 U = IR=1×1.38 V =1.38 V 路端电压U随外电阻R变化的讨论 U外=I R外= E R外+r ? R外 = E 1+ r R外 ①当R外增大时， U外也随之增大 ②当外电路断开时, R外=∞, U外=E ③当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情况下不允许外电路短路。 E r 讨论：在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小 路端电压随电流变化的U-I图像 ①图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标为电源电动势E. ②图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标为短路电流I短=E/r. ③图线斜率值(tan?)表示电源的内电阻r=△U/△I. 【注意】若纵轴的原点不在两轴交点时，此结论不成立 U = E — I r 知: U是I 的一次函数 电源的三个功率以及关系 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。 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，求电流的电动势和内电阻。 　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. 总功率P总＝IE. 例题：如图所示，电源电动