1、7 闭合电路的欧姆定律,知识自学,自我检测,一、闭合电路欧姆定律 阅读教材第60页“闭合电路的欧姆定律”部分,了解闭合电路、内电路、外电路、内电压、路端电压等概念,初步理解内外电路上的能量转化,知道闭合电路欧姆定律的内容。 1.闭合电路的组成 (1)内电路:电源内部电路,在内电路中,沿电流方向电势升高。 (2)外电路:电源外部电路,由电器和导线组成,在外电路中,沿电流方向电势降低。 2.闭合电路上的能量转化情况 内电路上化学能转化为电能,同时电能有一部分在内阻上转化为内能;外电路上电能转化为内能。,知识自学,自我检测,3.闭合电路欧姆定律 (1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、
2、外电路的电阻之和成反比。4.内电压、路端电压与电动势的关系 内电路上的电势降落称为内电压,外电路上总的电势降落称为路端电压。关系为E=U外+U内。,知识自学,自我检测,二、路端电压与负载的关系 阅读教材第61页“路端电压与负载的关系”部分,初步理解外电路电阻变化时,路端电压的变化规律。 1.路端电压与电流的关系 电流越大,路端电压越小。关系式:U=E-Ir。 2.路端电压与外电阻的关系 在纯电阻电路中,外电路的电阻越大,路端电压越大。表达式: 。当外电路断开时,U=E;当外电路短路时,U=0。,知识自学,自我检测,1.正误判断。 (1)电源的电动势实质上就是电源两极之间的电压。 ( ) 解析:
3、电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,而电压是电场中两点间的电势差。 答案: (2)电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压。 ( ) 解析:当电源开路时,电源两极之间的电压在数值上等于电源的电动势。 答案: (3)电源一定时,负载电阻越大,电流越大。 ( ) 解析:根据闭合电路的欧姆定律 ,负载电阻越大,电流越小。 答案:,知识自学,自我检测,(4)电源发生短路时,电流为无穷大。 ( ) 解析:电源发生短路时,电流为电源电动势和电源内阻之比,并不是无穷大。 答案: (5)外电路断路时,电源两端的电压就是电源电动势。 ( ) 解析:外电路断路时,电源两端的电压在数值上等于
4、电源电动势,但电压与电动势是两个不同的概念。 答案:,知识自学,自我检测,2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是( ) A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V答案:D,探究一,探究二,当堂检测,问题探究,名师精讲,典例剖析,闭合电路欧姆定律 下图为闭合电路的组成(1)在外、内电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化? (2)若电源电动势为E,电路中的电流为I,在t时间内电源非静电力做功多少?内外电路中产生的焦耳热分别为多少?它们之间有怎样的关系? (3)闭合电路
5、的电流I与电动势E,外电阻R和内电阻r的关系怎样?,探究一,探究二,当堂检测,问题探究,名师精讲,典例剖析,要点提示:(1)在外电路中沿电流方向电势降低;在内电路中沿电流方向电势升高。 (2)EIt。I2rt;I2Rt。EIt=I2Rt+I2rt。 (3)E=IR+Ir或,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题1】在如图所示的电路中,R1=9 ,R2=5 ,当a、b两点接理想的电流表时,其读数为0.5 A;当a、b两点间接理想的电压表时,其读数为1.8 V。求电源的电动势和内电阻。,解析:当a、b两点间接理想的电流
6、表时,R1被短路,回路中的电流I1=0.5 A,由闭合电路欧姆定律得:E=I1(R2+r) 当a、b两点间接理想的电压表时,回路中的电流 由闭合电路欧姆定律得: E=I2(R2+R1+r) 联立得:E=3 V,r=1 。 答案:3 V 1 ,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解决闭合电路问题的一般步骤 分析电路特点:认清各元件之间的串并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量哪个用电器的电流。 应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流。 根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,路
7、端电压与负载的关系 在如图所示的电路中,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 ,试求当外电阻分别是1 、3 、4 、7 、9 时所对应的路端电压。通过数据计算,你发现了怎样的规律?请以电路中的电流为横轴,路端电压为纵轴,作出U-I图象,图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么?,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,要点提示: 外电压分别为5 V、7.5 V、8 V、8.75 V、9 V。随着外电阻的增大,路端电压逐渐增大。 图线如图所示。图线与纵轴的交点表示电源的电动势;图线与横轴的交点表示短路电流;图线斜率的绝对值表示电源的内阻,即
8、,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,2.路端电压与电流的关系图象如图所示(1)U轴截距表示电源电动势,纵坐标从零开始时,I轴截距等于短路电流。 (2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即内阻电阻的伏安特性曲线随电流的增大而增大,此处电源的U-I图象电压随电流的增大而减小,二者物理意义不同。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题2】(多选)某一电源的U-I图线如图所示,由图可知( ) A.电源电动势为2 V B.电源内电阻为 C.电源短路时电流为6 A D.电路路端电压为1 V时,电路中电流为5
9、 A,答案:AD,当堂检测,探究一,探究二,1,2,3,1. 某电路当外电路断开时,路端电压为3 V,接上8 的负载电阻后其路端电压降为2.4 V,则可以判定该电路中电源的电动势E和内电阻r分别为( ) A.E=2.4 V,r=1 B.E=3 V,r=2 C.E=2.4 V,r=2 D.E=3 V,r=1 解析:当外电路断开时,电动势和路端电压相等,故E=3 V, 根据 得r=2 ,故选B。 答案:B,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,2.(多选)某电源的路端电压与电流的关系图象如图所示,下列结论正确的是( ) A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 答案:AD,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,3.(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压,下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)( ) A.U随R的增大而减小 B.当R=0时,U=0 C.当电路断开时,I=0,U=0 D.当R增大时,U也会增大 答案:BD,
