物理2.7《闭合电路的欧姆定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1).ppt

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1、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2－7－1所示，电路中电流

2、为I，在时间t内，非静电力所做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝.图2－7－1I2Rt＋I2rt3．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成．(2)公式：I＝.(3)适用范围：电路．(4)常用的变形公式及适用范围①公式：E＝＋U内或U＝.②适用范围：任何闭合电路．正比反比纯电阻U外E－Ir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(U－I图象)：如图2－7－2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2－7－2E－Ir电动势内阻2．路端电压

3、随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I，外电压U，当R增大到无限大(断路)时，I＝，U＝.(2)外电阻R减小时，电流I，外电压U，当R减小到零时，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)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路的欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.(3

4、)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．(4)当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路的欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算．2．闭合电路的动态分析问题闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：(1)认识电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化；(3)由判断总电流的变化；(4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化；(5)由欧姆

5、定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化．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U＝E－Ir可知给定的电源E、r认为不变，故U－I图象为一条倾斜的直线，如图2－7－3所示．图2－7－32．电阻的U－I图象与电源的U－I

6、图象的比较部分电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律U－I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

7、和效率1．各部分功率关系分析由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r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2－7－41．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