電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律ppt課件

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2.4 電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律,1,閉合電鍵K，燈泡亮嗎？為什么？,問題：,2,生活中的電池,3,,,,,,,,,,正極,負(fù)極,電源,,,,-,,1、電源把正、負(fù)電荷對應(yīng)從電源的負(fù)極、正極搬到正極和負(fù)極，電場力做正功還是負(fù)功？,2、從能量的角度看，電源的作用是什么？,問題探究：,4,一、電源,電源是一種把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 電源在電路中的作用：將其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；保持?dǎo)體兩端有持續(xù)的電壓。,5,生活中的電池,6,1.電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的特性可以用電動勢（符號：E）來表示，它等于電源未接入電路時兩極間的電壓。,（二）、電源電動勢,2.物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。,注意： 電動勢表征電源的性質(zhì)，電勢差表征電場的性質(zhì)。,7,伏特（V） 1V=1J/C,3、單位：,5、電動勢標(biāo)量,4、特點：電動勢由電源本身決定，與是否聯(lián)入電路及外電路的情況無關(guān)。,那么怎么測量電源電動勢的大??？請設(shè)計方案并測試一節(jié)干電池的電動勢，看看有什么發(fā)現(xiàn)。,8,如何測量一節(jié)南孚電池的電壓？,為啥電壓會低于1.5V?,為啥燈泡會變暗？,9,1、定義：電源內(nèi)部也是一段電路，也有電阻，稱為電源的內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。用符號 r表示。,2、說明：電源內(nèi)部也有電壓，叫內(nèi)電壓。,二、電源的內(nèi)阻,10,（一）、電路和電阻的認(rèn)識,外電路：電源外部的電路，包括用電器、導(dǎo)線等。,外電阻：外電路的總電阻,內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻通常稱為電源的內(nèi)阻.,內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路.,11,三、閉合電路的歐姆定律,1.如圖，電動勢為E,內(nèi)阻為r，形成閉合回路的電流多大？,閉合電路歐姆定律：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。,2、適用條件：外電路是純電阻電路。,12,三、閉合電路的歐姆定律,3、內(nèi)電壓：電流流過內(nèi)電阻r，產(chǎn)生的電勢降落Ir等于內(nèi)電阻r兩端的電壓，因此也把Ir稱為電池的內(nèi)電壓U′，即U′=Ir。,4、路端電壓：在電源外部，電流由電源正極流向負(fù)極，在外電路上也有電勢降落IR，習(xí)慣上把他稱為路端電壓或外電壓U,即U=IR。,13,5、歐姆定律對閉合電路的分析：,R增大，,R減小，,電流減小，,路端電壓增大,電流增大，,路端電壓減小,三、閉合電路的歐姆定律,如圖所示：,14,例1、 如圖所示電路，電源電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.12Ω ，外電路的電阻為1.38Ω ，求電路中的電流和路端電壓。,解：由題意知，電動勢E=1.5 V，外電阻R=1.38 Ω，內(nèi)阻r=0.12 Ω. 由閉合電路歐姆定律得：,路端電壓為 U = IR=1×1.38 V =1.38 V,15,例2：已知如圖，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的變化范圍是0－10Ω。求： ①電源的最大輸出電壓； ②R1上的最大輸出電壓； ③R2上的最大輸出電壓。,16,例3、在所示的電路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω， 當(dāng)開關(guān)S扳到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.20A；當(dāng)開關(guān)S扳到位置2時，電流表的示數(shù)為I2=0.30A，求電流的電動勢和內(nèi)電阻。,如果沒有電流表，只有電壓表，如何設(shè)計實驗測量電源的內(nèi)阻和電動勢。,17,兩個特例：,(2)外電路短路時,(1)外電路斷路時,三、閉合電路的歐姆定律,18,6、路端電壓U隨電流I變化的圖象,(1)圖象的函數(shù)表達(dá)：,三、閉合電路的歐姆定律,19,②在橫軸上的截距表示電源的短路電流,③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害．,①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E．,(2)圖象的物理意義,三、閉合電路的歐姆定律,20,7、閉合電路的動態(tài)變化分析,全電路的動態(tài)分析的具體步驟: (1)判斷動態(tài)部分電阻、 全電路總電阻的變化. (2)判斷閉合電路總電流的變化. (3)依據(jù)U=E-Ir,判斷路端電壓的變化. (4)依據(jù)分壓、分流原理判斷動態(tài)部分的物理量的變化.,三、閉合電路的歐姆定律,21,例4：如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特 性曲線，圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特 性曲線．若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0Ω，則這只 定值電阻的阻值為______Ω?，F(xiàn)有4只這種規(guī)格的定 值電阻，可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合，作為 該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中， 輸出功率最大時是_______W。,解：由圖象可知蓄電池的 電動勢為20V。,由斜率關(guān)系知外電阻阻值 為6Ω。,用3只這種電阻并聯(lián)作為外 電阻，外電阻等于2Ω，因 此輸出功率最大為50W。,22,閉合電路中變量分析,(1)保持不變的量只有電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流、外電壓、電功率等都隨外電阻的改變而改變。,(2)I、U、P公式： 電流：I=E/(R外+r) 內(nèi)電壓：U內(nèi)＝Ir=Er/(R外+r) 外電壓：U外＝IR外＝E-Ir 總功率：P總＝IE,23,例5：如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r． 當(dāng)滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時，發(fā)現(xiàn) 電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2， 下列說法中正確的是（ ） A、小燈泡L1、L3變暗，L2變亮 B、小燈泡L3變暗，L1、L2變亮 C、ΔU1ΔU2,24,解：滑動變阻器的觸片P從右 端滑到左端，總電阻減小，總 電流增大，路端電壓減小。,與電阻串聯(lián)的燈泡L1、 L2電流增大，變亮，與電阻并 聯(lián)的燈泡L3電壓降低，變暗。,U1減小，U2增大，而路端電壓U= U1+ U2減小， 所以U1的變化量大于 U2的變化量。,B、D,25,閉合電路的U-I圖象,1）右圖中a為閉合電路的U-I圖象 b為部分電路(外電阻)的U-I圖象。,2）兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻 接入電路時的路端電壓與電流。,3）a的斜率的絕對值表示電源內(nèi) 阻的大小、b的斜率的絕對值表 示接入電路中外電阻的的大小。,4）圖中虛線矩形的面積表示接入該電阻時的輸出功率。,當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等）圖中矩 形面積最大，即輸出功率最大！,26,小 結(jié),１、電動勢是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。,2、內(nèi)阻：電源內(nèi)部電路的電阻,3、閉合電路歐姆定律,（1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。,（2）表達(dá)式：,27,4、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：,（1）路端電壓隨外電路電阻R增大而增大,斷路,短路,（2）路端電壓U 隨電流I變化：,28,