《闭合电路的欧姆定律》上课.ppt

2.7 2.7 闭合合电路的欧姆定律路的欧姆定律1.复复习回回顾:1 1、什么是、什么是电源？源？2 2、电源源电动势的概念的概念?物理意物理意义?把其它形式的能把其它形式的能转换成成电能的装置。能的装置。（1 1）定）定义：在：在电源内部非静源内部非静电力把力把单位正位正电荷从荷从电源源 的的负极移到正极所做的功。极移到正极所做的功。（2 2）意）意义：电动势表示表示电源将其他形式的能源将其他形式的能转化化为电能本能本领。3 3、如何、如何计算算电路中路中电能能转化化为其它形式的能？其它形式的能？W=I U tW=I U t对于于纯电阻阻电路路2.教学目教学目标1 1、能、能够推推导出出闭合合电路欧姆定律及其公式，知道路欧姆定律及其公式，知道电源源的的电动势等于内、外等于内、外电路上路上电势降落之和。降落之和。2 2、理解路端、理解路端电压与与负载的关系，知道的关系，知道这种关系的公式种关系的公式表达和表达和图线表达，并能用来分析、表达，并能用来分析、计算有关算有关问题。3 3、掌握、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的源的电动势等于等于电源没有接入源没有接入电路路时两极两极间的的电压。4 4、熟熟练应用用闭合合电路欧姆定律解决有关的路欧姆定律解决有关的电路路问题。5 5、理解、理解闭合合电路的功率表达式，知道路的功率表达式，知道闭合合电路中能量路中能量的的转化。化。3.重点重点1 1、推、推导闭合合电路欧姆定律，路欧姆定律，应用定律用定律进行行有关有关讨论。2 2、路端、路端电压与与负载的关系的关系难点点路端路端电压与与负载的关系的关系 4.一、一、闭合合电路路:1 1、用、用导线把把电源、用源、用电器器连成一个成一个闭合合电路路。外外电路路:电源外部的用源外部的用电器和器和导线构成外构成外电路路.内内电路路:电源内部是内源内部是内电路路.闭合合电路路部分部分电路路rERK内内电路路外外电路路5.在外在外电路中，路中，电流方向由正极流流方向由正极流向向负极，沿极，沿电流方向流方向电势降低。降低。在内在内电路中，即在路中，即在电源内部，通源内部，通过非静非静电力做功使正力做功使正电荷由荷由负极移到正极移到正极，所以极，所以电流方向流方向为负极流向正极。极流向正极。2 2、闭合回路的合回路的电流方向流方向内内电路与外路与外电路中的路中的总电流是相同的。流是相同的。6.3 3、电路中的路中的电势变化情况化情况（1 1）在外）在外电路中，沿路中，沿电流方向流方向电势降低。降低。（2 2）在内）在内电路中，路中，一方面，存在内阻，沿一方面，存在内阻，沿电流方向流方向电势也降低；另一方面，沿也降低；另一方面，沿电流方流方向存在向存在电势“跃升升”。7.bdacababcd4 48.讨论1 1、若外、若外电路中的用路中的用电器都是器都是纯电阻阻R R，在，在时间t t内外内外电路路中有多少中有多少电能能转化化为内能？内能？rERK内内电路路外外电路路E外外=I2Rt2 2、内、内电路也有路也有电阻阻r r，当，当电流通流通过内内电路路时，也有一部分，也有一部分电能能转化化为内能，是内能，是多少？多少？E内内=I2rt3 3、电流流流流经电源源时，在，在时间t t内非内非静静电力做多少功力做多少功W=EqEIt4 4、以上各能量之、以上各能量之间有什么关系？有什么关系？9.根据能量守恒定律，非静根据能量守恒定律，非静电力做的功力做的功应该等于内外等于内外电路中路中电能能转化化为其他形式的其他形式的能的能的总和。和。W=EW=E外外+E+E内内即：即：EIt=IEIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rt rt10.、表述：、表述：闭合合电路中的路中的电流跟流跟电源的源的电动势成正比，跟内、外成正比，跟内、外电路的路的电阻之和成阻之和成反比反比、对纯电阻阻电路路 二、二、闭合合电路欧姆定律路欧姆定律11.2 2、是内是内电路上的路上的电势降落，降落，习惯上叫上叫内内电压.说明：明：闭合合电路欧姆定律路欧姆定律：1 1、是外是外电路上路上总的的电势降落，降落，习惯上叫上叫路端路端电压.3、常用、常用变式式12.负载：电路中，消耗路中，消耗电能的元件。能的元件。、如、如图电路：路：R R增大，增大，电流减小，路端流减小，路端电压增大增大R R减小，减小，电流增大，路端流增大，路端电压减小减小路端路端电压:三、路端三、路端电压跟跟负载的关系的关系13.、两个特例：、两个特例：（2 2）外）外电路路短路短路时（1 1）外）外电路断路路断路时电源的内阻源的内阻r 很小（蓄很小（蓄电池池0.005 0.1，干干电池小于池小于1），），电流流过大会大会烧坏坏电源，源，还可能引起火灾。可能引起火灾。绝对不允不允许将将电源源两端用两端用导线直接直接连接在一起！接在一起！14.1 1外外电路中，路中，电能能转化其它形式的能。同化其它形式的能。同时电源的内源的内电阻将阻将电能能转化化为内能内能2 2、上述所消耗的、上述所消耗的电能，均由能，均由电源提供。源提供。电源将源将其它形式的能其它形式的能转化化为电能。能。电源的源的电动势越大，越大，将其它形式的能将其它形式的能转化化为电能的本能的本领越大。越大。闭合合电路的欧姆定律路的欧姆定律闭合合电路中的能量路中的能量转化化E=U外外+U内内EI=U外外I+U内内IEIt=U外外It+U内内It15.1 1、在如、在如图所示的所示的电路中，路中，电源的源的电动势为 1.5V1.5V，内阻，内阻为0.120.12，外，外电路的路的电阻阻为1.381.38，求求电路中的路中的电流和路端流和路端电压.RSEr 课堂堂训练I=1 AU=1.38V16.2 2、如如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关当开关处于位于位置置1 1时,电流表流表读数数I I1 1=0.2A=0.2A；当开关；当开关处于位于位置置2 2时,电流表流表读数数I I2 2=0.3A=0.3A求求电源的源的电动势E E和内和内电阻阻r r。1AR1R22Er 课堂堂训练E=3V E=3V r=1r=117.课堂堂训练3 3、如、如图，R R0.80.8当开关当开关S S断开断开时电压表的表的读数数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合合时电压表的表的读数数为1.2V1.2V则该电源的源的电动势和内和内电阻分阻分别为多少多少?E=1.5VE=1.5V，r=1.5r=1.518.3 3、电源源的的外外特特性性曲曲线路路端端电压U U 随随电流流变化的化的图象（教材象（教材6262页）（1 1）图象的函数表达：象的函数表达：19.（2 2）图象的物理意象的物理意义 在在纵轴上的截距表示上的截距表示电源的源的电动势E E 在横在横轴上的截距表示上的截距表示电源的短路源的短路电流流图象斜率的象斜率的绝对值表示表示电源的内阻源的内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越斜得越厉害害20.课堂堂训练A A、B B4、21.课堂堂训练ACAC5、22.四、四、闭合合电路中的功率路中的功率由于由于闭合合电路中内、外路中内、外电路的路的电流相等，流相等，得：得：1电源提供的功率（源提供的功率（电源功率）：源功率）：2电源的源的输出功率（出功率（外外电路得到的功率路得到的功率）3电源内阻上的源内阻上的热功率功率 说明：外明：外电路可以是任何路可以是任何电路。路。4.供供电效率效率:=P出出/P总U外外/E23.讨论：滑片从：滑片从a移移动到到b的的过程中，何程中，何时电源的源的输出功率最大？出功率最大？24.电源最大源最大输出功率出功率0RPrPMR1R2思考：思考：电源源输出功率最大出功率最大时，是否效率最高？，是否效率最高？25.1 1、在如、在如图所示的所示的电路中，路中，R R1 11818，R R2 21010，当当a a、b b两点两点间接理想接理想电流表流表时，其，其读数数为0.5A0.5A，当当a a、b b两点两点间接理想接理想电压表表时，其，其读数数为3.6V3.6V，求求该电源的源的电动势和内和内电阻。阻。一、一般一、一般计算算问题（求（求电动势、内阻，功率等）、内阻，功率等）26.2 2、如、如图所示所示电路中，路中，电源内阻不能忽略，源内阻不能忽略，电阻阻R R1 11010，R R2 21212，当，当电键K K接接1 1时，电压表示数表示数为4V4V，当，当电键K K接接2 2时，电压表示数可能表示数可能为A A、3.6V B3.6V B、4.2V4.2VC C、4.8V D4.8V D、5.0V 5.0V 27.3 3、如、如图所示，所示，电源内阻源内阻r r为0.40.4欧，欧，R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=4=4欧当欧当电键闭合合时，电流表与流表与电压表的表的读数分数分别为1.5A1.5A和和2V2V求：求：（1 1）电源源电动势为多大多大?（2 2）电键断开，断开，电压表的表的读数数为多少多少?28.4 4、如、如图，电源源电动势为12V12V，内，内电阻阻r=1r=1，电阻阻R R1 1=R=R4 4=15=15，R R2 2=R=R3 3=3=3。求：。求：（1 1）开关）开关S S断开断开时，A A、B B、D D三点的三点的电势；（2 2）开关）开关S S闭合合时，流，流过开关开关S S的的电流。流。29.5 5、如、如图，直，直线A A为电源的源的U UI I图线，直，直线B B为电阻阻R R的的U UI I图线，用，用该电源和源和该电阻阻组成的成的闭合合电路路时，电源源的的输出功率出功率 W W，电源效率源效率为 。30.6 6、如、如图所示，所示，电源的源的电动势是是6V6V，内，内电阻是阻是0.50.5，小小电动机机M M的的线圈圈电阻阻为0.50.5，限流，限流电阻阻R0R033，若，若理想理想电压表的示数表的示数为3V3V，试求：求：电源的功率和源的功率和电源的源的输出功率出功率电动机消耗的功率和机消耗的功率和电动机机输出的机械功率。出的机械功率。31.7 7、如、如图所示，所示，电路中路中电池的池的电动势E=5VE=5V，内，内电阻阻r=10r=10，固定，固定电阻阻R=90R=90，R R0 0是可是可变电阻，在阻，在R R0 0从零增从零增加到加到400400的的过程中，求：程中，求：（1 1）可）可变电阻阻R R0 0上消耗功率最大的条件和最大上消耗功率最大的条件和最大热功率功率 （2 2）电池的池的电阻阻r r和固定和固定电阻阻R R上消耗的最小上消耗的最小热功功率之和率之和二、最大功率二、最大功率问题32.8 8、如、如图所示的所示的电路中，虚路中，虚线框内的各元件的数框内的各元件的数值未知，未知，当它的当它的输出端出端a a、b b分分别连接不同阻接不同阻值的的电阻阻时，电流流表有不同的表有不同的读数数（1 1）请通通过计算完成下列表格算完成下列表格（2 2）a a、b b连接接电阻阻R R的阻的阻值为多大多大时，电阻阻R R的的电功率最大功率最大?最大功率最大功率为多少？多少？33.三、三、动态分析：分析：9 9、如、如图5 5所示，所示，A A灯和灯和B B灯的灯的电阻相同，当滑阻相同，当滑动变阻器阻器R R的滑的滑动片片P P向上滑向上滑动时，两灯亮度，两灯亮度变化是化是A A、A A灯灯变亮，亮，B B灯灯变亮亮B B、A A灯灯变暗，暗，B B灯灯变亮亮C C、A A灯灯变暗，暗，B B灯灯变暗暗D D、A A灯灯变亮，亮，B B灯灯变暗暗34.1010、如、如图所示所示电路，已知路，已知电源的源的电动势E E和内和内电阻阻r r恒恒定，定，R R1 1、R R2 2是定是定值电阻，阻，R R3 3是滑是滑动变阻器。当滑阻器。当滑动头从从a a移到移到b b，各个，各个电表的示数如何表的示数如何变化？化？35.1111、如、如图所示的所示的电路中，当路中，当R R1 1的滑的滑动触触头移移动时：A.RA.R1 1上上电流的流的变化量大于化量大于R R3 3上上电流流变化量化量 B.RB.R1 1上上电流的流的变化量小于化量小于R R3 3上上电流流变化量化量C.RC.R2 2上上电压的的变化量大于路端化量大于路端电压变化量化量 D.RD.R2 2上上电压的的变化量小于路端化量小于路端电压变化量化量 36.四、故障分析四、故障分析、如、如图2-192-19所示所示电路中白路中白炽灯灯A A、B B不亮，但不亮，但电路路中只有一中只有一处断开，今用断开，今用电压表表测得：得：Uab=0Uab=0，Uac=6VUac=6V，Ubd=6VUbd=6V，Ucd=0Ucd=0。则可知（可知（）。）。A AB B灯断灯断 B.AB.A灯断灯断 C.RC.R断断 D.D.电源断源断1、给定定测量量值，分析推断故障，分析推断故障37.、如、如图所示的所示的电路中，路中，闭合合电键，灯，灯L L1 1、L L2 2正常正常发光，由于光，由于电路出路出现故障，突然故障，突然发现灯灯L L1 1变亮，灯亮，灯L L2 2变暗，暗，电流表的流表的读数数变小，根据分析，小，根据分析，发生的故障可能是：生的故障可能是：（A A）R R1 1断路断路 （B B）R R2 2断路断路（C C）R R3 3短路短路 （D D）R R4 4短路短路2、根据、根据观察察现象，分析推断故障象，分析推断故障38.3、根据故障，分析推断可能、根据故障，分析推断可能观察到的察到的现象象1616、如、如图所示，灯泡所示，灯泡A A和和B B都正常都正常发光，光，R R2 2忽然断路忽然断路,已已知知U U不不变，试分析分析A A、B B两灯的亮度如何两灯的亮度如何变化？化？39.1717、在如、在如图所示的所示的电路中，路中，电源的源的电动势E E=3V=3V，内阻内阻r r=1.0=1.0；电阻阻R R1 1=10=10，R R2 2=10=10，R R3 3=30=30，R R4 4=35=35；电容器的容器的电容容C C=100 F.=100 F.电容器容器原来不原来不带电.求接通求接通电键K K后流后流过R R4 4的的总电量。量。五、含容五、含容电路：路：40.1 18 8、如如图所所示示的的电路路中中，电源源电动势E E =6 6.0 00 0V V，其其内内阻阻 可可 忽忽 略略 不不计电阻阻 的的 阻阻值分分别 为R R1 1=2 2.4 4K K、R R2 2=4 4.8 8K K，电容容器器的的电容容C C=4 4.7 7F F闭合合开开关关S S，待待电流流稳定定后后，用用电压表表测R R1 1两两端端的的电压，其其稳定定值为1 1.5 50 0V V(1)(1)该电压表的内阻表的内阻为多大？多大？(2)(2)由于由于电压表的接入，表的接入，电容器的容器的带电量量变化了多少化了多少？41.1919、如、如图所示所示电路，路，电源源电动势=6V=6V，内阻，内阻r=1r=1外外电路中路中电阻阻R1=2R1=2，R2=3R2=3，R3=7.5R3=7.5电容器的容器的电容容C=4FC=4F开始开始电键S S断开从合上断开从合上电键到到电路路稳定定的的过程中，通程中，通过电流表的流表的电量是多少？量是多少？42.2020、如、如图所示，所示，电源源电动势E=E=12V12V，内阻不，内阻不计，各个，各个电阻的阻阻的阻值分分别为 R R1 1=1010，R R2 2=55，R R3 3=R=R4 4=R=R5 5=1515。电键S S1 1和和S S2 2均断开，均断开，电容器容器电容容C=C=2F2F，且未，且未带电。（1 1）如果只将）如果只将S S1 1闭合，求通合，求通过电阻阻R R5 5的的电荷量。荷量。（2 2）S S1 1闭合足合足够长的的时间后，再将后，再将S S2 2闭合，求合，求S S2 2闭合合后通后通过电阻阻R R5 5的的电荷量。荷量。43.六、六、联系系实际应用用问题：22、“加速度加速度计”作作为测定物体加速度的定物体加速度的仪器，已被广泛地器，已被广泛地应用于用于飞机、潜艇、机、潜艇、导弹、航天器等装置的制、航天器等装置的制导中，如中，如图所示是所示是“应变式加速度式加速度计”的原理的原理图.支架支架A、B固定在待固定在待测系系统上，上，滑滑块穿在穿在A、B间的水平光滑杆上，并用的水平光滑杆上，并用轻弹簧固接于支架簧固接于支架A上，上，其下端的滑其下端的滑动臂可在滑臂可在滑动变阻器上自由滑阻器上自由滑动.随着系随着系统沿水平方沿水平方向做向做变速运速运动，滑，滑块相相对于支架于支架发生位移，并通生位移，并通过电路路转换为电信号从信号从1、2两接两接线柱柱输出出.44.已知滑已知滑块质量量为m，弹簧簧劲度系数度系数为k，电源源电动势为E，内，内电阻阻为r，滑，滑动变阻器阻器总阻阻值R=4r，有效，有效总长度度为L.当待当待测系系统静止静止时，滑，滑动臂臂P位于滑位于滑动变阻器的中阻器的中点，且点，且1、2两接两接线柱柱输出的出的电压U0=0.4E.取取AB方向方向为参考正方向参考正方向.（1）写出待）写出待测系系统沿沿AB方向做方向做变速运速运动的加速度的加速度a与与1、2两接两接线柱柱间的的输出出电压U间的关系式的关系式.（2）确定）确定该“加速度加速度计”的的测量范量范围.45.2323、一、一辆电动车的的铭牌上牌上给出了如下的技出了如下的技术参数：参数：质量量M=70kgM=70kg的人的人骑此此电动自行自行车沿平直公路行沿平直公路行驶，所受阻，所受阻力力f f恒恒为车和人和人总重的重的k k倍，倍，k k=0.020=0.020取取g=l0m/sg=l0m/s2 2。求：。求：(1)(1)此此电动自行自行车的的电动机在机在额定定电压下正常工作下正常工作时的效率；的效率；(2)(2)仅在在电动机以机以额定功率提供定功率提供动力的情况下，人力的情况下，人骑车行行驶的的最大速率；最大速率；(3)(3)仅在在电动机以机以额定功率提供定功率提供动力的情况下，当力的情况下，当车速速v v=1.0m/s=1.0m/s时，人，人骑车的加速度大小的加速度大小46.