2.7闭合电路欧姆定律专题培训课件.ppt

1.用电器中持续恒定电流的条件用电器中持续恒定电流的条件是什么？是什么？2.最简单的电路由哪几部分组成最简单的电路由哪几部分组成？思考：用电器两端有恒定的电压，即用用电器两端有恒定的电压，即用电器接在电源的两极上。电器接在电源的两极上。由电源、用电器、开关、导线组成由电源、用电器、开关、导线组成 一、闭合电路一、闭合电路:1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。n外电路外电路:电源外部的用电器和导线构成外电电源外部的用电器和导线构成外电路。路。n内电路内电路:电源内部电路是内电路。电源内部电路是内电路。外电路外电路内电路内电路 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向负极，中，电流方向由正极流向负极，沿电沿电流方向电势降低流方向电势降低。在在内电路内电路中，即在电源内部，通过非静电力做中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极，极流向正极，电势升高电势升高。2、闭合回路的电流方向闭合回路的电流方向内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相同相同的。的。+-+R3、电路中的电势变化情况电路中的电势变化情况实际的电源可分解成不计内阻的实际的电源可分解成不计内阻的理想电源理想电源和和一个内阻两部分一个内阻两部分不能忽略的一个问题，电源有内阻不能忽略的一个问题，电源有内阻（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升跃升”BC 和和DA化学反应层。化学反应层。3、电路中的电势变化情况（以化学电池为例）电路中的电势变化情况（以化学电池为例）BDAC电源电动势电源电动势BCDA内部分析内部分析A BABCD讨论：讨论：1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间，在时间t内外内外电路中有多少电能转化为内能？电路中有多少电能转化为内能？Q外外=I2R t2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r，当电流通，当电流通过内电路时，也有一部分电能转过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？化为内能，是多少？Q内内=I2 r t3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t内内非静电力做多少功非静电力做多少功W=E q E It4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？结论结论：根据能量守恒定律，非静电力根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。其他形式的能的总和。W=Q外外+Q内内即：即：E It=I2R t I2 r t、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动表述：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势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比、对纯电阻电路对纯电阻电路 外电路是外电路是纯电阻纯电阻的电路。的电路。二、闭合电路欧姆定律：二、闭合电路欧姆定律：3 3意义意义：定律说明了闭合电路中的电流取决定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的于两个因素即电源的电动势电动势和闭合回路的和闭合回路的总总电阻电阻，这是一对矛盾在电路中的统一。变式，这是一对矛盾在电路中的统一。变式E=UE=U外外+U+U内内=I(R+r)=I(R+r)则说明了在闭合电路中电则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的势升和降是相等的。说明说明：（2）.是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，习惯上叫习惯上叫内电压内电压.（1）.是外电路上总的电势降是外电路上总的电势降落，习惯上叫落，习惯上叫路端电压路端电压.ABCDRr适用于任何闭合电路适用于任何闭合电路只用于纯电阻电路只用于纯电阻电路、如图电路：如图电路：R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小路端电压路端电压:三、路端电压跟负载（外电阻）的关系三、路端电压跟负载（外电阻）的关系ABABBDCA6 6（1）外电路断路时）外电路断路时（2）外电路短路时）外电路短路时断路断路(R I=0)短路短路(R=0)2.两两种种特特殊殊情情况况BDCA说明：用电压表接在电源两极间测得的电压是用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压路端电压U U外外，不是内电路两端的电压，不是内电路两端的电压U U内内，也不，也不是电源电动势，所以是电源电动势，所以U U外外E E。当电源没有接入电路时，因无电流通过当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以内电路，所以U U内内=0=0，此时，此时E=UE=U外外，即电源电动，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。势等于电源没有接入电路时的路端电压。E=I(R+r)E=I(R+r)只适用于外电路为只适用于外电路为纯电阻纯电阻的闭的闭合电路。合电路。U U外外=E=EIr Ir和和E=UE=U外外+U+U内内适用于所有的闭适用于所有的闭合电路。合电路。表达式表达式：U外外=EIr(y=k x+b)3路端电压与电流关系图象（电源路端电压与电流关系图象（电源的外特性曲线）。的外特性曲线）。当其坐标原点所表示的路当其坐标原点所表示的路端电压和电流皆为时：端电压和电流皆为时：纵坐标截距等于电源电动势纵坐标截距等于电源电动势横坐标截距等于横坐标截距等于短短E/rE斜率绝对值等于电源内阻斜率绝对值等于电源内阻 内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害练习练习1 1：如图所示电路中，电源内阻不能忽如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电阻略，电阻R R1 11010，R R2 21212，当电键，当电键K K接接1 1时，电压表示数为时，电压表示数为4V4V，当电键，当电键K K接接2 2时，电压时，电压表示数可能为（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 B四、闭合电路中的功率四、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等得：由于闭合电路中内、外电路的电流相等得：1电源提供的功率（电源功率）：电源提供的功率（电源功率）：2电源的输出功率（电源的输出功率（外电路得到的功率外电路得到的功率）3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 说明：说明：外电路可以是任何电路。外电路可以是任何电路。4.供电效率供电效率:=P出出/P总总U外外/E讨论讨论：滑片从滑片从a移动到移动到b的过程中，的过程中，何时电源的输出功率最大？何时电源的输出功率最大？电源最大输出功率电源最大输出功率0RPrPMR1R2思考：思考：电源输出功率最大时，是否效率最高？电源输出功率最大时，是否效率最高？练习练习2 2：如图，直线如图，直线A A为电源的为电源的U UI I图线，图线，直线直线B B为电阻为电阻R R的的U UI I图线，用该电源和图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路时，电源的输出该电阻组成的闭合电路时，电源的输出功率功率 W W，电源效率为，电源效率为 。练习练习3 3：如图所示，电源的电动势是如图所示，电源的电动势是6V6V，内电，内电阻是阻是0.50.5，小电动机，小电动机M M的线圈电阻为的线圈电阻为0.50.5，限流电阻限流电阻R0R033，若理想电压表的示数为，若理想电压表的示数为3V3V，试求：，试求：电源的功率和电源的输出功率电源的功率和电源的输出功率电动机消耗的功率和电动机输出的机械功电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。率。小结：电动势是表征电源把其他形式的能量转电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量化为电能本领大小的物理量.E.E由电源本身决定由电源本身决定,不随外电路变化不随外电路变化电源的供电过程是能量转化的过程电源的供电过程是能量转化的过程 闭合电路欧姆定律：闭合电路欧姆定律：电源的外电压关系：电源的外电压关系：说明：说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，形式能转化过来的电能，IU内内+IU外外=IE.(能量守恒能量守恒,外电路外电路可以是任何电路可以是任何电路)当串联电路中的一个电阻增大时，当串联电路中的一个电阻增大时，总电阻增大！总电阻增大！当并联电路中的一个电阻增大时，当并联电路中的一个电阻增大时，总电阻也增大总电阻也增大!混联电路中的任一个电阻增大时，混联电路中的任一个电阻增大时，总电阻都增大！总电阻都增大！五、闭合电路动态分析：五、闭合电路动态分析：结论：结论：任意一个电路中，只要某部分的一个电阻任意一个电路中，只要某部分的一个电阻增大，则电路的总电阻必然增大！增大，则电路的总电阻必然增大！方法：方法：先判断电路中变化的电阻是增先判断电路中变化的电阻是增大还是减小！大还是减小！如：如：RU外外R总总 I总总 U内内记忆方法记忆方法：“并同串反并同串反”“并同并同”指某一电指某一电阻增大时，与它并联的电阻中的电流、两端电阻增大时，与它并联的电阻中的电流、两端电压电功率都将增大，压电功率都将增大，“串反串反”指某一电阻增大指某一电阻增大时，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电时，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。功率都将减小。练习练习4 4：如图如图5 5所示，所示，A A灯和灯和B B灯的电阻相同，当滑动变灯的电阻相同，当滑动变阻器阻器R R的滑动片的滑动片P P向上滑动时，两灯亮度变化是（向上滑动时，两灯亮度变化是（）A A、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变亮灯变亮 B B、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮 C C、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变暗灯变暗 D D、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗A A六：电路故障分析六：电路故障分析 1.1.如果电压表示数为零，说明电压表上无电流如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能电压表所在支路有断路，或并联路通过，则可能电压表所在支路有断路，或并联路段内有短路。段内有短路。2.2.如果电压表有示数，说明电压表上有电流通如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。短路。3.3.用电流表同样可按上述方法检测电路故障，用电流表同样可按上述方法检测电路故障，因为无论因为无论 是应用电压表还是应用电流表，目的是是应用电压表还是应用电流表，目的是检测电路的检测电路的 例例:用用电压电压表表检查检查如如图图所示所示电电路中的故障，路中的故障，测测得得U Uadad5.0 V5.0 V，U Ucdcd0 V0 V，U Ubcbc0 V0 V，U Uabab5.0 V5.0 V，则则此故障此故障 可能是可能是()A AL L断路断路 B BR R断路断路 C CR R断路断路 D DS S断路断路 B1 1、给定测量值，分析推断故障、给定测量值，分析推断故障例例:如如图图所示的所示的电电路中，灯泡路中，灯泡A A和灯泡和灯泡B B原来原来都是正常都是正常发发光的，光的，现现在突然灯泡在突然灯泡A A比原来比原来变变暗了些，灯泡暗了些，灯泡B B比原来比原来变变亮了些，亮了些，则电则电路中路中出出现现的故障可能是的故障可能是()A AR R3 3断路断路B BR R1 1短路短路C CR R2 2断路断路D DR R1 1、R R2 2同同时时短路短路2 2、根据观察现象，分析推断故障、根据观察现象，分析推断故障 C3 3、根据故障，分析推断可能观察到、根据故障，分析推断可能观察到 的现象的现象例例:如图所示，灯泡如图所示，灯泡A A和和B B都正常发光，都正常发光，R R2 2忽然忽然断路断路,已知已知U U不变，试分析不变，试分析A A、B B两灯的两灯的亮度如何亮度如何变化？变化？七七.含有电容器的电路的分析含有电容器的电路的分析一、一、稳态含容直流电路稳态含容直流电路电容器处于稳定状态时，相当于一个阻值无限大的元电容器处于稳定状态时，相当于一个阻值无限大的元件，可看作件，可看作断路断路。此时：。此时：1.1.电容器所在支路电容器所在支路无电流无电流，与电容器直接串联的电阻，与电容器直接串联的电阻 相当于一根阻值为零的导线。相当于一根阻值为零的导线。2.电容器上的电压就是电容器上的电压就是与电容器并联与电容器并联的那条支的那条支路两端的电压。路两端的电压。AR2R1C2C1C D BU二、二、动态含容直流电路动态含容直流电路 在电路中，当电容器两端的电压稳定时，电在电路中，当电容器两端的电压稳定时，电容器处于断路状态，当电容器两端电压容器处于断路状态，当电容器两端电压增大增大时，电容器会时，电容器会充电充电，会形成充电电流；当电，会形成充电电流；当电容器两端电压容器两端电压降低降低时，电容器会时，电容器会放电放电，会形，会形成放电电流。对于这类问题，只要抓住初末成放电电流。对于这类问题，只要抓住初末两稳定状态电容器极板间的电压的变化情况，两稳定状态电容器极板间的电压的变化情况，根据根据 Q=CU 来分析即可来分析即可练习练习5 5：如如图图所示，平行金属板中所示，平行金属板中带电质带电质点点P P原原处处于静止于静止状状态态，不考，不考虑电虑电流表和流表和电压电压表表对电对电路路的的影响，当滑影响，当滑动变动变阻器阻器R R4 4的的滑片向滑片向b b端移端移动时动时，则则（）A A电压电压表表读读数减小数减小 B B电电流表流表读读数减小数减小 C C质质点点P P将向上运将向上运动动 D DR R3 3上消耗上消耗的的功率逐功率逐渐渐增大增大 A练习练习6.6.如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内阻为，内阻为r r，平行板电，平行板电 容器两金属板容器两金属板 水平放置，开关水平放置，开关S S是闭合的，两板间一质是闭合的，两板间一质量为量为m m、电荷量为、电荷量为q q的油滴恰好处于静止状态，的油滴恰好处于静止状态，G G为灵敏电流为灵敏电流计则以下说法正确的是计则以下说法正确的是()A A.在将滑动变阻器滑片在将滑动变阻器滑片P P向上移动的过程中，油滴向上加向上移动的过程中，油滴向上加 速运动，速运动，G G中有从中有从b b到到a a的电流。的电流。B B.在将滑动变阻器滑片在将滑动变阻器滑片P P向下移动的过程中，油滴向下加向下移动的过程中，油滴向下加 速运动速运动 G G中有从中有从b b到到a a的电流。的电流。C C.在将滑动变阻器滑片在将滑动变阻器滑片P P向上移动的过程中，油滴仍然静向上移动的过程中，油滴仍然静 止，止，G G中有从中有从a a到到b b的电流。的电流。D D在将在将S S断开后，油滴仍保持静止状态，断开后，油滴仍保持静止状态，G G中无电流通过。中无电流通过。A八八、等效电路的画法、等效电路的画法三步法画等效电路图的方法是：标点定势，顺流而下。其步骤为三步法画等效电路图的方法是：标点定势，顺流而下。其步骤为：1.标出等势点。标出等势点。依依次找出各个等势点，并从高电势点到次找出各个等势点，并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。一般地，无阻导线视为低电势点顺次标清各等势点字母。一般地，无阻导线视为等势线，无流电阻视为等势线。等势线，无流电阻视为等势线。2.捏合等势点画草图捏合等势点画草图。即把几个电势相同的等势点拉到即把几个电势相同的等势点拉到一起，合为一点，然后假想提起该点一起，合为一点，然后假想提起该点“抖动抖动”一下，以理一下，以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵兵分几路分几路”及与下一个节点的联接关系。及与下一个节点的联接关系。3.整理电路图。整理电路图。要注意等势点、电阻序号与原图一一对要注意等势点、电阻序号与原图一一对应，整理后的等效电路图力求规范，以便计算。应，整理后的等效电路图力求规范，以便计算。练习练习7 7：图图1 1所示电路中，所示电路中，R1=R2=R3=3R1=R2=R3=3，R4=R5=R6=6R4=R5=R6=6，求求M M、N N两点间的电阻。两点间的电阻。