3-1第二章第7节闭合电路欧姆定律(第二课时)2012.10.24.ppt

第7节：闭合电路欧姆定律 恒定电流 第二章 E-mail: ncyztyjs@163.com 选修3—1 南昌一中物理组：xjm 2012.10.24 ■复习回顾： 一、闭合电路的欧姆定律有三种表达形式，其表达式和适用范围分别为： ②E=IR + Ir E R+r ① I = （外电路为________电路）. 纯电阻 （外电路为________电路）. 纯电阻 （外电路为________电路）. ③E=U外+U内 任何 二、闭合电路中的能量转化：电源非静电力做功等于内外电路消耗的电能之和。 ①E It =I2R t ＋I2 r t （外电路为纯电阻电路） ②E It =U内I t ＋U外It （任何电路） * 一、闭合电路的动态分析 【例题1】如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（ ） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 局部 整体 局部 思路： A * 二、闭合电路的功率关系 电功率 意义 公式 电源的总功率 电源输出功率 电源内部消耗功率 指电源提供的全部电功率 P总＝EI 指电源提供给外电路的功率 P出＝UI 指电源内电阻消耗的功率 P内＝I2r 电源的总功率： P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内． 1、正确区分相关电功率的含义 * 2、电源的输出功率随外电阻变化的讨论 电源的总功率：P总=IE 电源内部消耗功率：P内=I2r 输出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内． 若外电路是纯电阻电路，则有 P 出 ＝ I 2 R ＝ E 2 ( r ＋ R ) 2 · R ＝ E 2 ( R － r ) 2 R ＋ 4 r 0 R P r Pm ①当R外=r时：P出最大，且最大值为： 4r E2 P出m = * ■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？ 0 R P r Pm R1 R2 由图线可以看出，电源输出功率小于最大功率时，有两个外电阻值：R1、R2，即 E P出 ＝ ( R 1 ＋ r ) 2 R 1 E ＝ ( R 2 ＋ r ) 2 R 2 ②当输出功率不是最大值时，外电阻有两个值R1、R2，且R1R2=r2。 * 3、电源的效率： 电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比。 即：? = P出 /P总＝ U外 / E 对纯电阻电路，电源的效率为： 结论：电源的效率随外电阻的增大而增大 * 【例题2】当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压读数为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？最值Pm为多少? E r R V S 答案：（1）E=6V，r =1Ω （2）R=r时输出功率最大，Pm=9W。 * 【变式1】如图所示的电路中，电源的电动势为2V，内阻为0.5Ω,，R0为2Ω，变阻器的阻值变化范围为0~10Ω，求： (1)变阻器阻值多大时，R0消耗的功率最大. (2)变阻器阻值多大时，变阻器消耗的功率最大。其最大功率为多少? R0 E r R 解析：（1）R0为定值电阻，P0=I2R0，可知R=0时，P0最大； （2）R=2.5Ω时，变阻器消耗的功率最大。Pm=0.4W * 【变式2】 如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A?B对应的横坐标2 A，那么线段AB表示的功率及I=2 A对应的外电阻是（ ） A.2 W?0.5 Ω B.4 W、2 Ω C.2 W?1 Ω D.6 W?2 Ω A 【解析】两图线在C点相交，表明电源总功率与内部热功率相等，意味着电源短路. r=P总/I2=9/32=1Ω，电源电动势E=Ir=3 V，因AB对应的电流I=2 A，根据闭合电路欧姆定律可得：R+r=E/I=1.