闭合电路的欧姆定律教学PPT课件.pptx
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闭合电路的欧姆定律,一闭合电路的欧姆定律、,路,部分电路,闭合电路,内电路,Er,外电路RK,1、闭合电路用导线把电源、用电器连在一起,就构成了一个闭合电路
(1)外电路:
电源外部的用电器和导线构成外电
(2)内电路:
电源内部是内电,路,2、闭合回路的电流方向与电势变化【思考1】在外电路中,电流的方向如何?
沿电流方向,电势如何变化?
为什么?
在外电路中,电流方向由正极流向负极在外电路中,正电荷在恒定电场的作用下由正极定向移动到负极,即正电荷在静电力的作用下从电势高的位置向电势低的位置移动,而正电荷定向移动方向就是电流方向,所以,在外电路中,沿电流的方向电势降低,【思考2】在内电路中,电流的方向如何?
沿电流方向,电势如何变化?
为什么?
在内电路中,电流方向由负极流向正极如果电源是一节电池,电池的正负极附近分别存在化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势“跃升”,而在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低,A,B,DC,AB,B,D,A,C,I,I,3、电流流经电源时,在时间t内,非静电力做的功,4、以上各能量之间有什么关系?
内电路,【讨论】闭合电路的能量转化假设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I1、在时间t内,外电路中电流做功产生的热2、在时间t内,内电路中电流做功产生的热外电路,Er,R,K,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其他形式能的总和,即,所以,整理可得,或,2、闭合电路的欧姆定律
(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,是外电路上总的电势降落,习惯上叫路端电压(外电压)是内电路上的电势降落,习惯上叫内电压或,
(2)表达式:
(适用于纯电阻电路),【例】如图所示,R1=14,R2=9,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,解:
依题意,根据闭合电路的欧姆定律,有,Er代入数据,由以上两式可得,二、路端电压与负载的关系,路端电压:
电路中,消耗电能的元件称为负载S,R,A,VE、r外电阻R增大,电流I减小,路端电压U增大外电阻R减小,电流I增大,路端电压U减小,【两个特例】,
(1)当外电路断路时,A,V,E、r【结论】断路时的路端电压等于电源的电动势
(2)当外电路短路时AVE、r,【思考】一些同学可能有这样的经验:
傍晚用电多的时候,灯光发暗,而当夜深人静时,灯光特别亮。
又如,在插上电炉、电暖气等功率大的电器时,灯光会变暗,拔掉后灯光马上又变亮起来。
在一些供电质量不太好的地区尤其是这样。
尝试去解释一下这种现象。
分析:
用电多的时候,负载增多,外电阻变小,整个电路中电流增大,导线上损失的电压增大,加到用电器两端的电压减小,所以灯光发暗,三路端电压U随电流I变化的图象、,根据,利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数,作出UI图象U由图象可知,路端电压U和电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线,U随着I的增大而减小I,E,I短I,0,【图象的物理意义】U,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,【练习1】有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2。
将它们分别连成闭合电路,其外电路的路端电压U和电流I的关系,如图所示,可以判定(),A、图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B、E1E2,r1r2C、图象交点所示状态,两电路的电阻相等,D、E1E2,r1r2,AB,U,I,0,12,【练习2】如图所示,直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线。
如果把该小灯泡先后分别与电源1与电源2单独连接时,则下列说法不正确,的是(),A、电源1和电源2的内阻之比是117B、1和电源2的电动势之比是11C、在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是12D、在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是12,D,四电源的功率和效率、,1、电源的功率在闭合电路中,内、外电路的电流相等由,有即电源的功率(总功率):
电源的输出功率:
电源内部消耗的功率:
2、电源的效率,在纯电阻电路中,有,【结论】电源的效率随外电阻的增大而增大,【讨论】电源的输出功率在纯电阻电路中,电源的输出功率,当时,电源的输出功率最大【结论】电源的输出功率最大时,其效率只有50当输出功率不是最大值时,外电阻有两个值R1、R2,且R1R2=r2,0,R,P,Pm,R1r,R2,