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2019年版高中物理必修第三冊
十二章
閉合電路的歐姆定律
閉合電路的歐姆定律
2019年版高中物理必修第三冊
電動勢（E）
1.定義：非靜電力所做的功（W）與所移動的電荷量（q）的比值。
數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
2.定義式：
（W：非靜電力做的功 q：電荷量）
3.單位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
4.物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小。
5.特點(diǎn):由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積和外電路均無關(guān)。
標(biāo)量
未接入電路時，電動勢等于電源兩極的電壓
電動勢與電壓
r
E
U內(nèi)
U外
E
I
=U內(nèi)+U外
=
=
通過燈泡L的電流
部分電流的電流
01.
電流大小也可以表示為：
=
初中：
部分電流歐姆定律
I
=
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個結(jié)論叫作閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個結(jié)論叫作閉合電路歐姆定律。
閉合電路的歐姆定律
閉合電路能量分析
02.
根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。
r
E
R
s
I
W=Q外+Q內(nèi)
EIt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
適用范圍：外電路為純電阻的電路
未接入電路時，電動勢等于電源兩極的電壓
未接入電路時，電動勢等于電源兩極的電壓
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
r
E
U內(nèi)
U外
E
I
=U內(nèi)+U外
=
E=IR+Ir
只適用于純電阻電路
適用于任何電路
變形： U外
=E-U內(nèi)
=E-Ir
所以當(dāng)外電路處于斷開時，I=0，E=U
E=U
03.
備注： 是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓。
是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓。
路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
02
路端電壓： U
=E-U內(nèi)
=E-Ir
E、r
s
R1
A
V
R0
=IR外
=R外
=
1.當(dāng)R外增大時， U外也隨之增大。
2.當(dāng)外電路斷開時, R外=∞, U外=E
3.當(dāng)外電路短路時, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情況下不允許外電路短路。
路端電壓： U
=E-Ir
U是I 的一次函數(shù)
1.當(dāng)外電路斷開時, R外=∞, I=0,U外=E
2.當(dāng)外電路短路時, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端電壓隨電流變化的U-I圖像
I
U
E
I
3.圖像的斜率是：
K=
=
=
=-
=
圖像的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻即
要注意圖像原點(diǎn)坐標(biāo)是否為（0，0）
0
2
4.圖中矩形的面積表示：電源的輸出功率
(I,U)
路端電壓： U
=E-Ir
U是I 的一次函數(shù)
1.當(dāng)外電路斷開時, R外=∞, I=0,U外=E
2.當(dāng)外電路短路時, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端電壓隨電流變化的U-I圖像
I
U
E
I
3.圖像的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻：k=
0
4.圖中矩形的面積表示：電源的輸出功率
(I,U)
5.綜合圖像問題：a為加入電路的外電阻的U-I圖像
a
1 兩圖像的交點(diǎn)表示電阻接在電源上的工作狀態(tài)。
2 也可以理解為接入電源后該點(diǎn)坐標(biāo)為路端電壓和總電流，則此時的輸出功率為P=UI
路端電壓隨電流變化的U-I圖像
圖像拓展：
I
U
E
I
0
(I,U)
a
b
b為電源的U-I圖像，
a為外電阻的U-I 圖像；
電源的輸出電流與
外電路電阻關(guān)系圖像
電源的路端電壓與
外電路電阻的關(guān)系:
閉合電路中的功率及效率
E、r
s
R1
A
V
R0
電
能
消耗在內(nèi)阻上
輸出給外電路
轉(zhuǎn)化為其他形式的能
在電源內(nèi)部非靜電力所做的功等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總和。
EIt=UIt+I rt
閉合電路中的功率及效率
E、r
s
R1
A
V
R0
在電源內(nèi)部非靜電力所做的功等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總和。
EIt=UIt+I rt
1．電源提供的功率：
2．電源的輸出功率：
3．電源內(nèi)阻上的熱功率：
4. 供電效率:
對純電阻電路,
電源的效率為:
對純電阻電路,
電源的效率為:
外電路消耗的功率也是電源的輸出功率
P出（外）+P內(nèi)
閉合電路中的功率及效率拓展——電源最大輸出功率問題
2．電源的輸出功率：
外電路消耗的功率也是電源的輸出功率
R
：R +2Rr+r
-2Rr+2Rr
= +4Rr
R
電源輸出功率最大,效率。
O
R
P
r
Pm
路端電壓： U
=E-Ir
U是I 的一次函數(shù)
1.當(dāng)外電路斷開時, R外=∞, I=0,U外=E
2.當(dāng)外電路短路時, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端電壓隨電流變化的U-I圖像
I
U
E
I
3.圖像的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻：k=
0
4.圖中矩形的面積表示：電源的輸出功率
(I,U)
5.綜合圖像問題：a為加入電路的外電阻的U-I圖像
a
1 兩圖像的交點(diǎn)表示電阻接在電源上的工作狀態(tài)。
2 也可以理解為接入電源后改點(diǎn)坐標(biāo)為路端電壓和總電流，則此時的輸出功率為P=UI
3 當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等）圖中矩形面積最大，即輸出功率最大。
歐姆表的原理
1.觀察歐姆表的刻度特點(diǎn)
(1) 零刻度在右邊，左邊為無限大。
(2)刻度不均勻,左密右疏。
(3) 中間刻度比較均勻，故當(dāng)指針指在表盤中間刻度附近時，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確。
為什么刻度方向與電流檔相反？
為什么刻度表盤不均勻？
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
RX
A
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
RX
A
利用歐姆表測電阻
1.機(jī)械調(diào)零：使用前將指針調(diào)到左端“0”刻度處
2.選檔：估計(jì)待測電阻大小，選擇合適的檔位。
3.歐姆調(diào)零：將紅黑、筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕，使得指針指在表盤右端“0”刻度處
調(diào)零旋鈕
4.測量讀數(shù)：將兩表筆分別與帶測電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘倍數(shù)即所求的電阻阻值。
5.測量完畢后開關(guān)要選擇“OFF”或交流電壓最高檔。 紅黑表筆斷開，處于斷路，電流為0，表示電阻為∞
Ig=
為什么刻度方向與電流檔相反？
為什么刻度表盤不均勻？
由于I和Rx是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反。
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
RX
A
r
A
B
E
R0
G
RX
r
A
B
E
R0
G
利用歐姆表測電阻原理
1.機(jī)械調(diào)零：使用前將指針調(diào)到左端“0”刻度處
2.選檔：估計(jì)待測電阻大小，選擇合適的檔位。
3.歐姆調(diào)零：將紅黑、筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕，使得指針指在表盤右端“0”刻度處
4.測量讀數(shù)：將兩表筆分別與帶測電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘倍數(shù)即所求的電阻阻值。
5.測量完畢后開關(guān)要選擇“OFF”或交流電壓最高檔。 紅黑表筆斷開，處于斷路，電流為0，表示電阻為∞
Ig=
由于I和Rx是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反。
R內(nèi)=
補(bǔ)充：電池舊了，電動勢E變小，Ig不變，所測電流偏小，電阻測量值偏大。

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