第七节 闭合电路的欧姆定律学习目标：1.能够推导出闭合电路的欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和2理解路端电压与负载的关系，并能用欧姆定律进行电路的分析和计算3掌握电源的功率、输出功率及内阻的消耗功率，并能熟练地用能的观点来解决闭合电路的有关问题重点难点：闭合电路欧姆定律的理解和应用易错问题：路端电压与电动势的关系一、闭合电路的欧姆定律1闭合电路组成(1)外电路：是指电源外部的电路，在外电路中，沿电流方向电势 (2)内电路：是指电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势 降低升高2闭合电路中的能量转化如图图271所示，电电路中电电流为为I，在时间时间 t内，非静电电力所做的功等于内外电电路中电电能转转化为为其他形式的能的总总和，即EIt.图图271I2RtI2rt3闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭闭合电电路里的电电流，跟电电源的电动势电动势成 ，跟内、外电电路的电电阻之和成 (2)公式：I .(3)适用范围围：电电路(4)常用的变变形公式及适用范围围公式：E U内或U.适用范围围：任何闭闭合电电路正比反比纯电阻U外EIr二、路端电压与负载的关系1路端电压与电流的关系(1)公式：U.(2)图象(UI图象)：如图272所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示，斜率的绝对值表示图图272EIr电动势内阻2路端电压随外电阻的变化规律(1)外电电阻R增大时时，电电流I ，外电压电压 U ，当R增大到无限大(断路)时时，I ，U .(2)外电电阻R减小时时，电电流I ，外电压电压 U ，当R减小到零时时，I，U .减小增大0E增大减小E/r0一、闭合电路欧姆定律的应用1解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析要特别注意电流表和电压表所对应的电路(2)求总电总电 流I：若已知内、外电电路上所有电电阻的阻值值和电电源电动势电动势 ，可用闭闭合电电路的欧姆定律直接求出；若内外电电路上有多个未知电电阻，可利用某一部分电电路的已知电电流和电压电压 求总电总电 流I；当以上方法都行不通时时，可以应应用联联立方程求出I.(3)根据串、并联电联电 路的特点或部分电电路欧姆定律求各部分电电路的电压电压 和电电流(4)当外电电路含有非纯电纯电 阻元件时时(如电动电动 机、电电解槽等)，不能应应用闭闭合电电路的欧姆定律求解干路电电流，也不能应应用部分电电路欧姆定律求解该该部分的电电流，若需要时时只能根据串、并联联的特点或能量守恒定律计计算2闭合电路的动态分析问题闭闭合电电路中由于局部电电阻变变化(或开关的通断)引起各部分电压电压 、电电流(或灯泡明暗)发发生变变化的问题问题 分析的基本步骤骤是：(1)认识电认识电 路，明确各部分电电路的串、并联联关系及电电流表或电压电压 表的测测量对对象；(2)由局部电电阻变变化判断总电总电 阻的变变化 ；(3)由判断总电总电 流的变变化；(4)据UEIr判断路端电压电压 的变变化；(5)由欧姆定律及串、并联电联电 路的规规律判断各部分电电路电压电压 及电电流的变变化1在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大)2讨论定值电阻上电压(电流)的变化时，可用部分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压(电流)变化时，不能再用I 分析，因它的电阻变化，电压也变化，I不好确定，只能从串、并联的特点进行分析 二、路端电压与电流的关系图象1.由UEIr可知给定的电源E、r认为不变，故UI图象为一条倾斜的直线，如图273所示图图2732电电阻的UI图图象与电电源的UI图图象的比较较部分电路的欧姆定律 闭合电路的欧姆定律UI图 象部分电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 研究对 象对某一固定电阻而言 ，两端电压与通过的 电流成正比关系对电源进行研究，电 源的外电压随电流的 变化关系图象的 物理意 义表示导体的性质，R ，R不随U与I的变化而 变化表示电源的性质，图 线与纵轴的交点表示 电动势 ，图线斜率的 绝对值 表示电源的内 阻部分电路的欧姆 定律闭合电路的欧 姆定律联系电源的电动势 和内阻是不变的 ，正是由于外电阻R的变化才会 引起外电压U和总电流I的变化电源的电动势和内阻由电源本身决定，不随外电路电阻的变化而变化，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的 三、闭合电路中的功率和效率1各部分功率关系分析由EItI2RtI2rt知，EII2RI2r其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率图2741要注意电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是当通过它的电流最大的时候2判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻 四、含电容器电路的分析与计算电容器是一个储存电能的元件在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上1分析和计计算含有电电容器的直流电电路时时，注意把握以下三个方面(1)电电路稳稳定后，电电容器所在支路相当于断路因此，该该支路上的电电阻两端无电压电压 ，该电该电 阻相当于导线导线(2)当电电容器与电电阻并联联后接入电电路时时，电电容器两端的电压电压 与并联电联电 阻两端的电压电压 相等(3)电电路中的电电流、电压变电压变 化时时，将会引起电电容器的充放电电，如果电电容器两端的电压电压 升高，电电容器将充电电，反之电电容器放电电通过过与电电容器串联联的电电阻的电电量等于电电容器带电带电 量的变变化2解答含电电容器电电路问题问题 的步骤骤(1)应应用电电路的有关规规律分析出电电容器两极板间间的电压电压 及其变变化情况(2)根据平行板电电容器的相关知识进识进 行分析求解