高中物理人教选修3-1课件 第2章 7闭合电路的欧姆定律

������-������' ������' ������' ������ 2.4 A=0.3 8
)
B.E=3V,r=2Ω D.E=3V,r=1Ω
A,
=
3-2.4 Ω=2 0.3
Ω。
目录
退出
3.如图所示的电路中,电源的电动势和内阻分别为 E 和 r, 当闭合开关 S,向左移动滑动变阻器的滑片时,下列说法正确的是( )
������ ������
)
B.外电阻是 2Ω
D.内外电阻之和是 2Ω
目录
退出
2.一电池外电路断开时的路端电压为 3V,接上 8 Ω 的负载后路端电压降 为 2.4 V,则可以判定电池的电动势 E 和内电阻 r 为( A.E=2.4V,r=1Ω C.E=2.4V,r=2Ω 答案:B 解析:当外电路断路时,I=0,U=E=3V;接上 8Ω 负载时,I'= = 则 r=
目录 退出
������ ������
3.分析闭合电路中的电源的总功率 EI。 电源内阻消耗的功率 I2r 与 电源的输出功率 I2R 存在什么关系?讨论什么情况下电源的输出功率最 大,此时电源的效率为多少? 答案:由能量守恒 EIt=I2Rt+I2rt 知 EI=I2R+I2r。 (1)电源的输出功率 P 出=I R= =
������ L
(2)UM=E-UL -IR-Ir=(20-3-6-1.5)V=9.5V (3)电源的总功率 P=EI=30W。
目录 退出
二、闭合电路的功率分析
活动与探究 2 1.试通过实验说明,在如图所示的电路中,开关 S 闭合前与闭合后电 压表的读数有变化吗?
答案:开关闭合后电压表读数小于闭合开关前的读数。

[点评] 利用 U-I 图线解题的注意点 电源的 U-I 图线与电阻的 U-I 图线的物理 意义不同，前者是路端电压与电路电流的函数 关系，后者是加在电阻两端的电压与通过的电 流的函数关系。从图象中能知道哪些物理量及 从两个图象能求出哪些物理量是解题的关键。
[即时巩固] 3.[多选]如图所示，电动势为 E，内阻为 r 的电池与定值电阻 R0、滑动变阻器 R 串联， 已知 R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是 2r， 当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时，下列说法中 正确的是( ) A．通过 R0 的电流一直变大 B．电源的输出功率先变大后变小 C．滑动变阻器消耗的功率变小 D．定值电阻 R0 消耗的功率先变大后变小
答案：A
1.电源的三种功率
物理意义
表达形式
总功率 P总
电 源 向 整 个 电 路 提 任何电路都有 P 总＝EI，
供的总功率，表示将 若外电路为纯电阻电路，
其 他 形 式 的 能 转 化 可表示为 P 总＝I2(R＋r)
为电能的功率
＝RE＋2 r
电源内阻热 电 源 内阻上 消 耗电 功率 P 内 能的功率
[答案] A
[点评] 直流电路动态分析思路 基本思路是“部分→整体→部分”， 即从阻值变化入手，由串、并联规律判知 R 总的变化情况，再由欧姆定律判知 I 总和 U 端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律 及串联分压、并联分流等规律判知各部分 的变化情况。
[即时巩固] 2.如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r。 当滑动变阻器的滑片 P 向 b 移动时，电压表 的读数 U1 与电压表 的读数 U2 的变化情况是( )
[注意] (1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电 源输出功率最大时，效率只有 50%。 (2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以 外的其他电阻看成电源的一部分内阻。 (3)当 P 输出<Pm 时，每个输出功率对应两个可能 的外电阻 R1、R2，且 R1·R2＝r2。

3．当外电路断开时，R＝∞，I＝0，Ir＝0，U＝E， 此为直接测量法测电动势的依据．当外电路短路时，R＝
0，I＝ (称E 为短路电流)，U＝0.由于通常的电源内阻很 r
小，短路时会形成很大的电流．这就是严禁把电源两极
不经负载直接相接的原因．
如右下图所示的电路中，电源的电动势为E， 内阻为r.当可变电阻的滑片P向b移动时，电压表 的V1读数 U1与电压表 的V2 读数U2的变化情况是( )
答案：(1)E＝6 V，r＝1 Ω
(2)1 Ω，9 W
变式迁移
3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电 压U随电流的变化图线及外电阻的U-I图线分别如右图 所示，求：
(1)电源的电动势和内阻； (2)电源的路端电压； (3)电源的输出功率．
解析：(1)由题图所示U-I图线知：电源电动势
E＝4
1．闭合电路
(1)闭合电路的组成：①内电路：电源________的电 路，其电阻称为________，内电阻所降落的电压称为 ________．
②外电路：电源________的电路，其两端电压称为 ________．
(2)内、外电压的关系： _________________________________________________ _______________________.
由并联电路分流知道通过 R2 的电流 I2＝I′2 ＝3ER，故 I2＝23I. 答案：B
变式迁移
1.如下图所示的电路中，当K闭合时，电压表和电 流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A．当K断开 时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动 势．
解析：当K闭合时，R1、R2并联接入电路， U＝E－Ir即E＝1.6＋0.4 r① 当K断开时，只有R1接入电路，外电阻变大， 干路电流减小，路端电压增大 由U＝E－Ir有 E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r② 由①②得： E＝2 V，r＝1 Ω. 答案：2 V

学生分组讨论，各小组汇报交流
第一种方法： 原理：E=I(R+r) 由此可知需要测量两组对应的电流和电阻即可。 器材：一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)
A R
E.r
S1
S2 A
R1 R2 E.r
学生实验： 用一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)测量电源电动势和内电阻。
第二种方法：
原理：
E I( R r ) U ( R r ) U Ur
问题1：在如图所示的电路中，若电阻R增大，路端 电压U怎样变化？
有三种结论及分析方法，你认 为是否正确，说说为什么？
E.r
(1)电阻R增大，由U=IR可知R增大，路
R
端电压U增大。
(2)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，路端电压U减小。
(3)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，但R增大，所以结果不定。
R
Rr 1 r
所以：R增大，U增大
R
反之，R减小，U减小
讨论：
当R= 时,电压U等于多少?电路处于什么状态?当R＝0 时,电压U等于多大?电路处于
什么状态?
思考：如果要作出U—I关系图线，是一条什么样的图线？
U/V
1.是一条过原点的直线吗?为什么?
3a
2. 52
2.图中交点a对应什么电路状态? 3.图中交点b对应什么电路状态?
(1) I = 0.8A U=3.2V (2) I=1.18A U=2.8V 思考：外电阻的变化总能引起哪些量发生变化？ 外电阻的变化引起总电流和路端电压发生变化
E.r R1 R2
方案2： 实验：分别测新、旧电池两端的电压。 并分别与小灯泡连接，使小灯泡发光，观察小灯泡的亮度。