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(共30張PPT)
第三章 恒定電流
第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律
閉合電路歐姆定律
？什么是電源
答：電源是自由電荷“搬運工”，通過非靜電力做功把其它形式的能轉化為電能的裝置。
？什么是電源電動勢
答：電源非靜電力做功與移動電荷量的比值，電動勢表示電源將其它形式能轉化為電能的本領。
E=W非/q
？電流產(chǎn)生的條件是什么
答：自由電荷、電勢差（電源）、閉合電路
？閉合電路由 電路和 電路組成。
內電路
外電路
內
外
閉合電路歐姆定律
？如下圖，在外電路中，正電荷在恒定電場的作用下由 移向 ；在內電路中，非靜電力把正電荷由 移到 。
正極
負極
負極
正極
A
B
C
I
？正電荷在靜電力的作用下從電勢 的位置向電勢 的位置移動，電路中正電荷的定向移動方向就是 的方向，所以，在外電路中，沿電流方向電勢 。
高
低
電流
降低
？判斷A、B、C三點電勢的高低
答案：A點電勢最高、C點電勢最低
A
B
C
I
閉合電路歐姆定律
思考：如下圖，在時間t內，外電路中電流做功產(chǎn)生的電熱是多少？
Q外=I2Rt
在時間t內，內電路中電流做功產(chǎn)生的電熱是多少？
Q內=I2rt
在時間t內，非靜電力做功是多少？
W=qE=EIt
E r
R
S
I
a
b
閉合電路歐姆定律
根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功等于內外電路中電能轉化為其他形式的能的總和
思考：非靜電力做的功W與電流在內外電路中做功產(chǎn)生的電熱Q有什么關系？
W=Q外+Q內
EIt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
E r
R
S
I
a
b
路端電壓
電動勢等于內、外電路電壓之和
閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。
閉合電路的歐姆定律
E r
R
S
I
a
b
閉合電路歐姆定律
閉合電路歐姆定律
1.內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比
2.公式：
其中，U外表示外電路上的電勢降落，成為路端電壓；U內表示內電路的電勢降落，即電源電動勢等于內外電路電勢降落總和。
解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律求解。
答案：E=1.5V；r=2Ω
例1：一個電源接8Ω電阻時，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時，通過的電流為0.10A，求電源的電動勢和內阻。
路端電壓與負載的關系
思考：在如圖電路中，當滑動變阻器的滑片從a滑向b端時，電路的路端電壓U如何變化？
E r
R
S
I
a
b
A
R1
R2
R3
R4
路端電壓與負載的關系
路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律
路端電壓的表達式：
1.當外電阻R增大時，路端電壓U增大
2.當外電阻R減小時，路端電壓U減小
3.當外電路斷開時，電流I變?yōu)?，則U=E，即斷路時路端電壓等于電源電動勢
4.當電源兩端短路時，外電阻R=0，此時I=E/r
U=E-Ir
例2：電源電動勢為E，內阻為r，向可變電阻R供電。關于路端電壓，下列說法正確的是（ ）
A.因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變
B.因為U=IR，所以當R增大時，路端電壓也增大
C.因為U=IR，所以當I增大時，路端電壓也增大
D.因為U=E-Ir，所以當I增大時，路端電壓減小
D
路端電壓與負載的關系
閉合電路的U-I圖
思考：在公式U=E-Ir中，對于同一個電源，其電動勢E和內阻r是一定的，請根據(jù)函數(shù)知識分析描述路端電壓U與電流I的關系的U-I圖像是怎樣的？試畫出其大致的情形。
U
I
0
A
B
路端電壓與負載的關系
閉合電路的U-I圖
U
I
0
A
B
分析：根據(jù)縱坐標的特點是橫坐標為0，橫坐標的特點是縱坐標為0，由此可知，縱軸上的截距表示電動勢，橫軸上的截距表示短路電流，圖像的斜率表示電源的內阻。
U=E
I0=E/r
r=斜率
例3：如圖所示為某一電源的U-I圖像，由圖可知（ ）
A.電源電動勢為2V
B.電源內阻為2Ω
C.電源短路電流為6A
D.電路路端電壓為1V時，
電路中的電流為5A
U/V
I/A
0
2
0.8
6
1
AD
U/V
I/A
0
2
0.8
6
1
路端電壓與負載的關系
閉合電路中的功率和效率
閉合電路中的功率問題
思考：如圖，電源電動勢為E、內阻為r，外電阻阻值為R，電阻中電流為I。請表示：
1.電源的總功率P總
2.電源內阻消耗的功率P內
3.電源的輸出功率P出
P總=EI
P內=I2r
P出=I2R
E r
R
S
I
a
b
思考：根據(jù)電源的輸出功率P出=I2R，討論，在純電阻電路中，輸出功率與負載R之間的關系。
提示：根據(jù)閉合電路歐姆定律I=E/（R+r）進行分析。
解析：
當R=r時，電源的輸出功率最大，最大輸出功率為
E r
R
S
I
a
b
E2/4r
r
閉合電路中的功率和效率
閉合電路中的功率問題
電源輸出功率P隨外電阻R的變化曲線圖：
E2/4r
r
1.當R=r時，輸出功率有最大值E2/4r
2.當R3.當R>r時，輸出功率隨著R的增大而減小
閉合電路中的功率和效率
電源的效率問題
電源的效率指的是電源的輸出功率與電源的總功率之比
對于純電阻電路：
由此可見，當R增大時，效率η增大。
分析：當電源有最大輸出功率時，即R=r，根據(jù)效率公式可得，效率僅為50%。
思考：當電源有最大輸出功率時，效率是否也達到了最大值？
閉合電路中的功率和效率
兩個完全相同的小燈泡，其U-I圖像圖圖所示，把它們并聯(lián)后接到電動勢E=4V,內阻r=2.5 Ω的電源兩端，閉合開關S后，求：
（1）、通過小燈泡的電流；
（2）、小燈泡兩端的電壓；
（3）、電源的輸出功率；
（4）、電源的輸出效率？
在如圖所示電路中，定值電阻R1=6Ω,滑動變阻器總電阻R2=12Ω.當閉合開關S，滑片P置于中點時，R1的電功率P1=0.54W，電源效率η=90%，求：
電源電動勢E和內阻r
R1
R2
E r
例1、如圖，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的阻值變化范圍是 0~10Ω。
求：
（1）電源的最大輸出功率；
（2）R1上消耗的最大功率；
（3）R2上消耗的最大功率。
R2
R1=2Ω
E=6V r=4Ω
例2、如圖所示，電源的電動勢E=2V，內阻r=1Ω，定值電阻R0=2Ω，變阻器R的阻值變化范圍為0~10Ω，求：
（1）變阻器R的阻值為多大時，R0消耗的功率最大？
（2）變阻器R的阻值為多大時，R上消耗的功率最大？是多少？
（3）變阻器R的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？是多少？
本節(jié)小結
1.閉合電路歐姆定律：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比
2.公式：
其中，U外表示外電路上的電勢降落，成為路端電壓；U內表示內電路的電勢降落，即電源電動勢等于內外電路電勢降落總和。
路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律
路端電壓的表達式：U=E-Ir=E-Er/（R+r）
1.當外電阻R增大時，路端電壓U增大
2.當外電阻R減小時，路端電壓U減小
3.當外電路斷開時，電流I變?yōu)?，則U=E，即斷路時路端電壓等于電源電動勢
4.當電源兩端短路時，外電阻R=0，此時I=E/r
本節(jié)小結
閉合電路的U-I圖
U
I
0
A
B
分析：根據(jù)縱坐標的特點是橫坐標為0，橫坐標的特點是縱坐標為0，由此可知，縱軸上的截距表示電動勢，橫軸上的截距表示短路電流，圖像的斜率表示電源的內阻。
U=E
I0=E/r
r=斜率
閉合電路中的功率問題
電源輸出功率P隨外電阻R的變化曲線圖：
E2/4r
r
1.當R=r時，輸出功率有最大值E2/4r
2.當R3.當R>r時，輸出功率隨著R的增大而減小
本節(jié)小結
電源的效率問題
電源的效率指的是電源的輸出功率與電源的總功率之比
即：
對于純電阻電路：
由此可見，當R增大時，效率η增大。
當電源有最大輸出功率時，即R=r，根據(jù)效率公式可得，效率僅為50%。(共5張PPT)
萬用表電路圖及電學黑箱
G
萬用表
6
1
3
4
5
2
G
萬用表
測電阻
測電流、電壓
測音頻電平
測晶體管
測電感
測電容
萬用表
用電壓檔測待測元件兩端電壓
用歐姆檔測待測元件兩端電阻
U=0
內含電源
是
否
R 0
R ∞
有充電放電現(xiàn)象
R = 0
反向R 0？
反向R ∞？
反向R = C？
短路
是
否
可能是二極管
短路
是
否
可能是二極管
定值電阻
是
否
電容器
電學黑箱
FUSE PROVIDED
DIODE PROTECTION
30
20
15
MODEL MF47
10
50
金川
100
500
多廣1
100
150
20
Ik
小+小
200
50
30
10
4
6
200
40
100
150
200
8
50
0.03
十005
0.05
250
www山上上】L
250
rr十
0.01
A
0.001
200
500
C(uF)50Hz
dBm
1000
15
0.10.20.3
100
10
20
300 hFE
20
100
A-V-2
22
dB
1.(H)50Hz
MC
南京電表廠
蘇01000121-1
ZBN21004
MADE IN CHINA
20k2/-V4k2/-V
-2.5
-5.00
SERIALNO.93122143

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