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闭合电路的欧姆定律董硕,闭合电路的欧姆定律,分两课时,电源电动势的定义?在数值上等于什么,定义:在电源内部移送电荷q非静电力所做的功与所搬运电荷量q的比值。,复习回顾,数值上等于电源没有接入外电路时,两极间的电压,可以用电压表直接粗略测量,I=?,你能根据图中标示,计算出电流吗,两节干电池,电流一样吗?,做实验验证,引入,两节干电池,实验,直接用电源的电动势除以电阻不是电路中的电流。,在有电源的电路中,电压电流有怎样的关系?我们学习-,为什么计算结果与实验有差距,是什么原因?,两节干电池,我们学习闭合电路中的几个概念,一.闭合电路,1.路端电压2 .内阻,闭合电路:用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。,外电路-电源外部的电路.包括用电器和导线等.外电路的电压即路端电压.等于电源接入外电路时两极间的电压.也是外电路的电势降落.单位:V 符号:U,闭合电路,部分电路,1.路端电压,下图的电压表测路端电压吗?,测电源电动势,测路端电压,3.内电阻,电源有内部结构,叫内电路.内电路上的电阻叫内电阻.内电阻上的电势降落就是内电压.符号:r单位:,研究部分电路的欧姆定律,作出了UI的图线,那么闭合电路中我们也作出UI图线来看看电动势、路端电压、内电压有怎样的关系?学习,现在我们可以解决课前在两个电路中电流为什么不等的原因,二、探究闭合电路的欧姆定律,1、实验,电路原理图,实物图,数据,UI图线,随着外电阻的增大,路端电压怎样变,分析图像,路端电压随外电阻的增大而增大,纵轴截距?横轴截距?曲线斜率?,b为纵轴截距,,对应电流为零,,相当于电路中断路,电压表测量的是电源电动势E,,则b=E,横轴截距,,对应路端电压为零,,相当于电路短路,外电阻为零。此时电流最大,叫短路电流,-K,图线斜率,大小等于纵轴截距除以横轴截距,,即K=b/Im= r,可见K是电源的内阻,b=E,闭合电路的欧姆定律,U=b k I,U=E r I,U= IR,、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,、对纯电阻电路,二、闭合电路欧姆定律,练习1、 如图所示电路,电源电动势为1.5V,内阻为0.12 ,外电路的电阻为1.38 ,求电路中的电流和路端电压。,解:由闭合电路欧姆定律得:,路端电压为U = IR=11.38 V =1.38 V,2、理论,由于正电荷沿某方向的移动与负电荷沿相反方向的移动等效,本节讨论仍认为电路中是正电荷在做定向移动。,在外电路中,正电荷在恒定电场的作用下从电势高的位置向电势低的位电置移动,电路中正电荷定向移动的方向就是电流的方向。在外电路中电流方向由正极流向负极,沿电流方向电势降低。 在内电路中,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,所以电流方向为负极流向正极。,(1)、闭合回路的电流方向,内电路与外电路中的总电流是相同的。,2、理论,(2)、电路中的电势变化情况,1)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,沿电流方向电势也降低;另一方面,沿电流方向存在电势“跃升”。,电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层。,反应层中非静电力把正电荷从电势低处移至电势高处,在这两个地方b、d,沿电流方向电势“跃升”,讨论1、若外电路中的用电器都是纯电阻R,在时间t内外电路中有多少电能转化为内能?,内电路,外电路,Q外=I2Rt,2、内电路也有电阻r,当电流通过内电路时,也有一部分电能转化为内能,是多少?,Q内=I2rt,3、电流流经电源时,在时间t内非静电力做多少功,W=EqEIt,4、以上各能量之间有什么关系?,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的能的总和。,W=Q外+Q内,即:EIt=I2Rt+I2rt,、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,、对纯电阻电路,二、闭合电路欧姆定律,练习1、 如图所示电路,电源电动势为1.5V,内阻为0.12 ,外电路的电阻为1.38 ,求电路中的电流和路端电压。,解:由闭合电路欧姆定律得:,路端电压为U = IR=11.38 V =1.38 V,学生做实验画出路端电压与电流的关系,路端电压:R增大,I减小,内电压减小,外电压增大R减小,I增大,内电压增大,外电压减小,外电路两端的电压叫路端电压,、如图电路:,R增大,,R减小,,路端电压:,三、路端电压跟负载的关系,、两个特例:,(2)外电路短路时,(1)外电路断路时,I减小,,外压增大,I增大,,外压减小,内压减小,,内压增大,,、电源的外特性曲线路端电压U 随电流I变化的图象,(1)图象的函数表达:,在横轴上的截距表示电源的短路电流,(2)图象的物理意义: 在纵轴上的截距表示电源的电动势E,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,、两个特例:,(2)外电路短路时,(1)外电路断路时,即:断路时的路端电压等于电源电动势,短路电流很大,绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起,I=0,U内=0,则U=E,R=0,U=0,E=Ir,则I短=E/r,例、如图,1=14,2=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。,小结,1闭合电路欧姆定律,2路端电压跟负载的关系:,(1)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,(2)表达式,(1)路端电压随外电路电阻R增大而增大,断路:,短路:,(2)路端电压U随电流I变化的图象,1、 如图,1=14,2=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。,课堂训练,E = 3V r = 1,课堂训练,2、如图,R0.8当开关S断开时电压表的读数为1.5V;当开关S闭合时电压表的读数为1.2V。则该电源的电动势和内电阻分别为多少?,E=1.5V,r =1.5,3、如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电源的电动势为 V,内阻为 ,0.5,3,4、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,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定( ),AB,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,
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