电工(闭合电路欧姆定律)
《闭合电路的欧姆定律》 讲义

《闭合电路的欧姆定律》讲义一、引入在电学的世界里,闭合电路的欧姆定律就像是一座灯塔,为我们指引着理解电路中电流、电压和电阻关系的方向。
无论是日常生活中的电器使用,还是复杂的电子设备运行,都离不开这一定律的支配。
想象一下,我们打开一盏台灯,电流从电源出发,经过导线、灯泡,再回到电源,形成一个完整的回路。
在这个过程中,电流的大小、电压的分配以及电阻的作用是如何相互影响的呢?这就是闭合电路的欧姆定律所要揭示的奥秘。
二、基础概念1、闭合电路闭合电路是由电源、导线、用电器和开关等组成的一个完整的电流通路。
在这个通路中,电流能够持续流动,完成能量的传输和转化。
2、电源电源是提供电能的装置,它能够将其他形式的能量转化为电能。
常见的电源有电池、发电机等。
电源内部存在一种非静电力,能够将正电荷从电源的负极搬运到正极,从而维持电路两端的电势差,也就是电压。
3、内电阻电源内部也存在电阻,称为内电阻。
内电阻会消耗一部分电能,导致电源输出的电能减少。
4、外电路除电源内部以外的电路部分称为外电路,包括导线、用电器和开关等。
三、闭合电路欧姆定律的表达式闭合电路的欧姆定律可以用以下公式表示:\(I =\frac{E}{R + r}\)其中,\(I\)表示电路中的电流,\(E\)表示电源的电动势,\(R\)表示外电路的电阻,\(r\)表示电源的内电阻。
电动势\(E\)是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,它的数值等于电源没有接入电路时两极间的电压。
这个公式告诉我们,电路中的电流取决于电源的电动势、外电路电阻和内电阻。
当外电阻增大时,电流减小;当内电阻增大时,电流也会减小。
四、对定律的深入理解1、电动势与电压的区别电动势是描述电源特性的物理量,它反映了电源将其他形式的能转化为电能的能力。
而电压则是指电路中两点之间的电势差。
例如,一节干电池的电动势约为 15V,这意味着它在理想情况下能够提供 15V 的电压。
但当电池接入电路工作一段时间后,由于内电阻的存在和电池内部化学物质的变化,实际输出的电压会小于 15V。
高中物理:闭合电路的欧姆定律

高中物理:闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比。
(2)公式:①I=(只适用于纯电阻电路);②E=U外+Ir(适用于所有电路)。
2.路端电压与外电阻的关系:一般情况U=IR=•R=,当R增大时,U增大特殊情况(1)当外电路断路时,I=0,U=E=,U=0(2)当外电路短路时,I短【命题方向】(1)第一类常考题型是对电路的动态分析:如图所示,电源电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器的滑片P处于左端时,三盏灯L1、L2、L3均发光良好。
在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L2变暗B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.电压表V1、V2示数均变大D.电压表V1、V2示数之和变大分析:在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,先分析变阻器接入电路的电阻如何变化,分析外电路总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化,即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化,从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。
再根据路端电压的变化,分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化;根据干路电流与L3电流的变化,分析L1电流的变化,即可判断灯泡L1亮度的变化。
根据路端电压的变化,判断两电压表示数之和的变化。
解:B、滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,整个闭合回路的总电阻变大,根据闭合欧姆定律可得干路电流I=变小,灯泡L2变暗,故B错误。
C、灯泡L2两端电压U2=IR2变小,即电压表V2示数变小,电压表V1的读数为U1=E﹣I (r+R2),变大,故C错误。
A、小灯泡L3变亮,根据串、并联电路的特点I=I1+I3,I减小,I3=变大,则通过小灯泡L1的电流I1减小,小灯泡L1变暗,故A正确。
D、电压表V1、V2示数之和为U=E﹣Ir,I减小,U增大,故D正确。
故选AD。
点评:本题首先要搞清电路的连接方式,搞懂电压表测量哪部分电路的电压,其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。
40 第九章 第2讲 闭合电路的欧姆定律

√A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的
纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
√B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标
之比一定为1∶4
C.电源的最大输出功率PRmax=9 W
√D.电源的电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω
ABD [在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点,因为 直流电源的总功率 PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发热功率 Pr 之和,所 以这三点的纵坐标一定满足关系 PA=PB+PC,故 A 正确;图线 c 表示电路 的输出功率与电流的关系图线,很显然,最大输出功率小于 3 W,故 C 错 误;当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时电流即为 b、c 图线的交点处的电流,此时电流的大小为R+E r =2Er ,输出功率的大小为
(3)求当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大,最大功率是多少? (4)若电阻箱R的最大值为3 Ω,R0=5 Ω,求当电阻箱R读数为多少时,电 阻箱R的功率最大,最大功率是多少?
解析: (1)保护电阻消耗的电功率为 P0=(r+ER2+R0R0)2 因 R0 和 r 是常量,而 R 是变量,所以 R 最小时,P0 最大,即 R=0 时,P0max =(rE+2RR00)2 =621×.502.5 W=8 W。 (2)将电阻 R0 当作电源内阻的一部分,当 R=R0+r 即 R=0.5 Ω+1 Ω= 1.5 Ω时,电阻箱 R 消耗的功率最大,PRmax=4(r+E2R0) =4×621.5 W= 6 W。
第九章 电路与电能
第2讲 闭合电路的欧姆定律
内容 索引
➢考点一 电动势、闭合电路的欧姆定律的理解
➢考点二 闭合电路的功率和效率
闭合电路的欧姆定律

(一)闭合电路欧姆定律1、电源电动势:电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量;电动势的大小由电源本身的性质决定,数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量,也等于电源没有接入电路时两极间的电压;电动势是标量,方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。
2、闭合电路欧姆定律(1)闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成,也可叫含电源电路、全电路。
(2)在闭合电路里,内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律,设电源的内阻为r,外电路的电阻为R,那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir,电流流过外电阻时的电压降为U外=IR,由U外+U内=E,得。
该式反映了闭合电路中电流强度与电源的电动势成正比,与整个电路的电阻成反比,即为闭合电路欧姆定律,适用条件是外电路为纯电阻电路。
3、路端电压与负载变化的关系(1)路端电压与外电阻R的关系:(外电路为纯电阻电路)其关系用U—R图象可表示为:(2)路端电压与电流的关系U=E-Ir(普适式)其关系用U—I图象可表示为当R=∞时,即开路,当R=0时,即短路,其中,r=|tgθ|.4、闭合电路中的功率(1)电源的总功率(电源消耗的功率)P总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P输=IU电源内部损耗的功率:P损=I2r由能量守恒有:IE=IU+I2r(2)外电路为纯电阻电路时:由上式可以看出:即当R=r 时,此时电源效率为:(2)当R>r 时,随R 的增大输出功率减小。
(3)当R<r 时,随R 的增大输出功率增大。
(4)当时,每个输出功率对应2个可能的外电阻R 1和R 2,且(二)“串反并同”定则:在外电路为混联的闭合电路中,讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时,可采用以下简单的方法:“串反并同”,当某一电阻发生变化时,与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化;与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。
闭合电路的欧姆定律

闭合电路动态分析
在如图所示的电路中,将开关S由 断开变为闭合后,分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中,将电阻R0 的滑片向下滑,分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大,电流越小,外电压越大; 效率越大。
输出功率最大时:
当R
r时,I
E 2r
,U
E 2
,P出
E2 4r
;
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时,分析电源输出功率,R1的 功率,R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件: P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时,P出 0;断路
当R
r时,P出
E2 4r
;输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中,三个特殊状态的联系:
当R
0时,I
E r
,U
0,P出
0;
短路
当R 时,I 0,U E,P出 0; 断路
3、规律: 当U 0时,P出 0; 短路
当U E时,P出 0; 断路
当U
E 2
时,P出
E2 4r
;输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流随外电阻变化的关系。
E=U内+U外E=Ir+IR电源的总功率P总=IE电源的输出功率P输=IU电源内阻上损耗的功率P损=I²r VP总=P输+P损IE=IU+I²r电源的非静电力做功W非=qE=IEt IEt=IUt+I²rt电源的电动势和内阻r是一定的,当负载电阻R增大时,电流I将减小,则电源内阻上的电势降Ir将减小,所以路端电压U增大,所以路端电压U随外电阻的增大而增大。
当R→∞,也就是当电路断开时,I→0则U=E。
当开路(亦称开路)时,路端电压等于电源的电动势当R→0时,→E/r,可以认为U=0,路端电压等于零。
这种情况叫电源短路,发生短路时,电流I叫做短路电流.1.电源的电动势为3.0V,内电阻为0.20Ω,外电路的电阻为4.80Ω,则电路中的电流I=__________________A,内电压__________________V,路端电压_________________V。
2.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,外电路总电阻为R,当S闭合后,电源总功率为___________________,电源的输出功率为___________________,外电路消耗的功率为_____________________,内电路消耗的功___________________,电源的供电效率为______________________。
3.3、许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,这块电池板的内电阻是( ).(A)60Ω(B)40Ω(C)20Ω(D)10Ω4、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-t图象,如图4所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是\A.短路电流B.电源内阻C.电源电动势D.全电路电阻UI 5、电源电动势为ε,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压,下列说法中正确的是( ).(A)因为电源电动势不变,所以路端电压也不变(B)(B)因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大(C)(C)因为U=IR,所以当I增大时,路端电压增大(D)(D)因为U=ε-Ir,所以当I增大时,路端电压下降6.如图所示R1=14Ω,R2=9Ω。
《闭合电路的欧姆定律》PPT课件(第1课时)
思考1:在电源内部正电荷受到静电 力的方向如何?静电力对其做什么 功?电势能如何变化?
一、电源的工作原理
1、外电路中存在着从正极指向负极的 电场线,正电荷在静电力的作用下,从 正极向负极移动。
2、内电路中也存在从正极指向负极的 电场线,正电荷从负极移到正极此时被 静电力阻碍。
回答:内部正电荷受力由 正极指向负极;静电力对 其做负功,电势能增加。
化学电池中,非静电 力是化学作用,它将 化学能转化为电势能
从能量转化角度看, 电源是通过非静电力 做功将其他形式的能 量转化为电势能的装 置。
思考2:不同类型的电源,非静电力 做功是不同的,如何比较非静电力 做功本领的强弱?
碱性干电池----将1C的正电荷由负极搬运到正极,
非静电力做功1.5J
搬运1C正电
电动势E
电场力做功,电能转 非静电力做功,其他
物理意义
化为其他形式的能的 形式的能转化为电能 本领,表征电场的性 的本领,表征电源的
质
性质
定义式
U=Wq ,W为电场力 E=Wq ,W为非静电
做的功
力做的功
单位
伏特(V)
极间的电 压值
二、电动势
外电路:静电力 做正功,电势能 减少 电势能转化为其 他形式能
闭合电路中的欧姆定律
第1课时
-.
复习与回顾
1、电源:能把电子从A搬到B的装置P就是电源,此时 的A和B就是电源的两个电极。
2、电路: 串联电路:电流处处相等;电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联电路:总电流等于各支路电流之和;总电压与各个支路电压相等。
新课须知
实际电路中是自由电子 在运动,由于我们规定 正电荷移动方向为电流 方向,因此这节我们以
闭合电路欧姆定律
5讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律 (1)内、外电路①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.②外电路:电源两极,包括用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻. (2) 闭合电路的欧姆定律①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即I=E/(R+r )②由E =U +Ir 可知,电源电势能等于内外压降之和;③适用条件:纯电阻电路 (3)路端电压跟负载的关系 ①路端电压:根据U =IR =ER/(R +r )=E/(1+r/R)可知,当R 增大时,U 增大;当R 减小时,U 减小。
表示为U -R 图象如右 ②U 一I 关系图由闭合电路欧姆定律知:U =E -Ir , 路端电压随着电路中电流的增大而减小; U 一I 关系图线如图示当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电动势E ;当外电路电压为U =0时,横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻. (4).闭合电路的输出功率①功率关系:P 总=EI=U 外I 十U 内I= UI +I 2r ,②电源的输出功率与电路中电流的关系:P 出=EI -I 2r 2224E E r I r r ⎡⎤=--+⎣⎦当2EI r=时,电源的输出功率最大,24m EP r=③电源的输出功率与外电路电阻的关系:()2224E P I R R r rR==-+出当R =r 时也即I=E/2r 时,电源的输出功率最大, 24m EP r=由图象可知,对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R l 和R 2,不难证明r =R<r 时,若R 增大,则P 出增大;当R>r 时,若R 增大,则P 出减小.应注意:对于内外电路上的固定电阻,其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小④电源的供电效率 100%100%100%U P R P E R rη=⨯=⨯=⨯+外出总【例1】如图所示,电压表 V l 、V 2串联接入电路中时,示数分别为8 V 和4 V ,当电压表V 2接入电路中时,如图(2)所示,示数为 10 V ,求电源的电动势为多少?解析:当两电压表接入电路时,电路中的电流强度为I l ,当一个电压表接入电路时,电路中的电流强度为I 2,则由图可知I 1=(E 一12)/r= 4/R v2……①I 2=(E -10)/r =10/R v2……② (l )÷(2)后得(E 一12)/(E -10)=4/10 解得 E = 13.3 V点评:还可以根据串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式.(E 一12)/4=r /R v2和(E -10)/10=r /R v2,等量代换后,即得E =13.3V .【例2】 如图所示,RB = 4Ω,A 、C 、D 是额定电压和额定功率均相同的三个用电器、电源内阻是l Ω.S 闭合后,当变阻器的电阻调为5Ω时,各用电器均正常工作.(1)S 断开后,若仍要各用电器正常工作,变阻器电阻R 应调为多少? (2)S 闭合和断开时, R B 上的电功率之比P B ∶P B /=?变阻器上消耗的功率之比 P ∶ P /=?解析:(1)在图所示的电路中,A 、C 、D 三个用电器是并联的,且正常工作,其额定功率相等,说明三个用电器的电流均相等,设每个用电器的额定电流为I , 若S 闭合,有3I =(E -U )/(R B +R +r )………① 若 S 断开,则有2I =(E -U )/(R B +R x +r )………② 由①、②解得R x = 10Ω(2)在 S 闭合和断开两种情况下,电阻R B 上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比 P B ∶P B /=(3I /2I )2=9/4,变阻器上消耗的功率应等于通过的电流平方与电阻乘积之比 P ∶ P /=(3I /2I )2×(R /R x )=9/8【例3】在图电路中,直流发电机E=250V ,r =3Ω,R 1=R 2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为 200V ,额定功率为1000W ,其它电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作? (2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大? (3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R 1、R 2上消耗的功率最大? (5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?解析:不计用电器电阻随温度的变化,则每只电热器的电阻R 0=10002002=40Ω,每只电热器的额定电流I 0=2001000=5A (1) 要使用电器正常工作,必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V ,因此干路电流1225020010311U I A r R R ε--===++++而每只电热器额定电流为5A ,则电热器的只数n 1=10/5=2只(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内电阻,由此可得电热器总电阻为R=r -(R 1+R 2)=3-(1+1)=1Ω,故有n 2=R 0/R=40/1=40只(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器组得到的电功率最大,把R 1、R 2视为等效(电源)内电阻,则其总电阻为R /=R 1+R 2+r=1+l +3=5Ω 所以n 3=R 0/R /=40/5=8只,(4)要使R 1、R 2上消耗功率最大,必须使其电流为最大,由此电路中总电阻必须是小.即当50只电热器全接通时,可满足要求.所以n 4=50只.(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大.则须使U AB 最大,这样A 、B 间的电阻应最大,所以n 5=1只 【例4】如图所示,直线AOC 为某一电源的总功率P 总随电流i 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图象.若A 、B 对应的横坐标为2A ,那么线段AB 表示的功率及I=2A 时对应的外电阻是( ).A .2W ,0.5Ω;B .4W ,2Ω;C .2W ,l Ω;D .6W ,2Ω; 解析:由图象知,直线OAC 表示电源的P 总-I 的关系,即P 总=E ·I 在C 点,I=3A , P 总=9W ,所以 E=P 总/I=9/3V=3V 抛物线OBC 表示电源的P r -I 的关系,即P r =I 2 r , 在C 点,I =3A ,Pr=9W ,所以r =P r /I 2=9/32=l Ω 根据闭合电路的欧姆定律,当I=2A 时,0.5IrR Iε-==Ω线段AB 表示的功率即电源的输出功率,有PAB=UI=I 2R=22×0.5=2W规律方法1、 两个U -I 图象的比较(1) 路端电压与电流的关系:U =E -Ir ,可用图甲表示,图象表示在E 、r 不变的前提下,U 随I 单调递减,U 是I 的一次函数,由图甲说明A. 图中表示电流为I1时,路端电压为U1,对应内电压为U ′B. 过E 点的平行于横轴的虚线表示电流为零时,路端电压不随I 而改变,且始终等于电源电动势,就是理想电源的情况 C. 图线斜率表示电源内阻的大小图中I m 表示外电阻等于零(即短路)时,回路中的电流,即I m =E/r(2)一段导体两端的电压与通过的电流关系:U =IR ,可用图乙表示。
闭合电路欧姆定律的应用
二、路端电压与负载的关系
▪ 1.由U=E-Ir I U :I U ▪ 2.两种特殊情况 ▪ (1).断路 I=0,U=E ▪ (2).短路 R=0 U=0 I=E/r ▪ 注意:短路电流很大,绝对不允许将电源两
端用导线直接连接在一起
三、几种典型问题
▪ 1.电路动态变化问题 ▪ 2.纯电阻电路计算 ▪ 3.非纯电阻电路计算
的电动势E= V,电池的内电阻r= 。 1996年,清华大学和香港大学的学生合作研制的太阳能汽车,是以太阳能电池将所接到的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动
的,设车上太阳能电池接受太阳光能的面板面积S=8m2,太阳光照射时能向外提供U=120V的电压,并对车上电动机提供I=10A的电流 ,电动机的线圈电阻为R=4Ω.
电阻为R=4Ω.
Ω (1)该太阳能内阻r=1 ,则该
太阳能电池的电动势是多大? (2)该太阳能电池的输电效率是 多少? (3)电动机正常工作时电能转化为机械能的效率=?
8、我们都有过这样的体验:手电筒里的两节干电池 用久了以后,灯泡发红光,这就是我们常说的“电 池没电了”,有人为了“节约”,在手电筒里装一 节新电池和一节旧电池搭配使用,某同学为了检验 此人的做法是否合理,设计了下面实验: (1)该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新 旧干电池的电动势和内阻,并将测量结果描绘如图 乙所示的U-I图像,由图线可知,先电池电动势E1= V,内阻r1 ;旧电池电动势E2= V,内阻 R2= 。
V,电源的输出功率为 W。
5、如图所示,R为电阻箱, V为理想电压 表,当电阻箱读数为R1=2时,电压表读 数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5时, 电压表读数为U2=5V,求: (1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的
闭合回路的欧姆定律
闭合回路的欧姆定律
闭合回路的欧姆定律是指在一个闭合的电路中,通过该电路的电流(I)与电路中的电阻(R)和电势差(V)之间的关系。
欧姆定律的数学表达式为:
V=I×R
其中,V表示电路中的电势差,单位为伏特(V);I表示电路中的电流,单位为安培(A);R表示电路中的电阻,单位为欧姆(Ω)。
换句话说,欧姆定律表明,通过一个闭合的电路中的电流与电路中的电阻成正比,与电路中的电势差成反比。
这意味着,当电路中的电阻增加时,通过该电路的电流将减少;当电路中的电势差增加时,通过该电路的电流将增加。
欧姆定律是电学中最基本的定律之一,它对于理解和设计电路都具有重要意义。
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I
R
负载
E,r 电源
全电路欧姆定律
I=E/(R+r)
(1)内容:全电路的电流与电源电动势成正比,与内、外电路的 电阻之和成反比。 (2)公式:I=E/(R+r) (3)适用条件:纯电阻电路
电工
任务实施
任务1:全电路欧姆定律的内容和表达式。(重点) 全电路中变量分析 (1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻,电 流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变 (2)变化关系: 电流I=E/(R+r).
电工
电工 任务导入
实际电路是由电源和负载组成的闭合电路,我们把它叫做全电路。
I
R
负载
前 线 部 队
E,r
电源
后 勤 部
电工
任务分解
任务1:掌握全电路欧姆定律的内容。(重点) 任务2:会灵活应用全电路欧姆定律分析和解决实 际问题。(难点)
电工
知识回顾
R1 R2 S R1 R2
R=R1R2/(R1+R2)
E U R 0.4V Rr
电工
任务评价
灵活应用全电路欧姆定律分析和解决实际问题的 关键是计算闭合电路的总电流。总电流是内外电路相 联系的桥梁,是计算内外电路电压的根据,
问题1就是利用先求出总电流再分别求解,分析时要 注意灵活运用。 纯电阻闭合电路中电动势与内外电压的关系可以 看做是内外电阻串联分压,遵从与电阻成正比的规 律,电压总和等于电动势.析和解决实际问题。(难点) 【问题1】如图所示,已知电源电动势E=220V,电源内阻r=10Ω,负载
电阻R=100Ω。求(1)电路的电流;(2)电源端电压;(3)负载上的 电压;(4)电源内阻上的电压。
I 分析:本题可利用全电路欧姆定律和部分电路 欧姆定律相关公式求解。 解(1)由全电路欧姆定律可得:
流为400mA,若将该电池板与一阻值为2Ω的电阻器连成一闭合电路, 则它的路端电压是多少?
分析:此题考查电源电动势与路端电压的区别以及闭合电路中的断路与短 路的特征。 解:由题中已知条件知电源电动势即为开路电压,即E=800mV=0.8V,短 路电流为Imax=400mA=0.4A, 可知电源内阻为r=E/Imax=2Ω 则当该电池板与一阻值也为2Ω的电阻器连成一闭合电路时,它的路 端电压为:
I=E/(R+r)=220/(10+100)=2A
(2)电源端电压U=E-Ir=220-2x10=200V (3)负载电压U=RI=100x2=200V 可见负载电压等于电源端电压。 (4)电源内阻上的电压U0=rI=10x2=20v
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任务实施
任务2:灵活应用全电路欧姆定律分析和解决实际问题。(难点) 【问题二】一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电
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任务检测
1、全电路欧姆定律的内容是什么?
全电路的电流与电源电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比。
2、全电路欧姆定律的公式?
公式:I=E/(R+r)
电动势 内电阻
3、全电路欧姆定律保持不变的量只有 4、内电压U0=
和
Ir=Er/(R+r)
E-Ir=IR
短路时端电压= 0
5、外(端)电压U= 6、开路时端电压= E
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物理风云人物
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欧姆(1789-1854),德国物理学家。
在大学期间,因生活困难,不得不退学去做家庭 教师。但他仍然坚持学习,终于完成了学业,获得了 博士学位。他曾在几处中学任教,并在繁重的工作之 余,坚持进行科学研究。
1827年,欧姆在其不朽的著作《电路的数学 研究》一书中,发表了有关电路的法则,这 就是著名的欧姆定律。电阻的单位欧姆就是 以他的姓氏命名的。
R=R1+R2
S
E
r
E
r 内电路
思考1:最简单的电路由哪几部分构成? 由电源、用电器、开关及导线构成
思考2:什么是外电路和内电路?
R
外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。其电阻称为外电阻,
内电路:电源内部的电路叫做内电路。其电阻称为内电阻,r
电工
任务实施
任务1:全电路欧姆定律的内容。(重点)
1、必做题 写出全电路欧姆的内容及表达式。 2、选做题 在如图所示的电中,R1=14.0Ω,R2=9.0Ω,当开关 S扳到位置1时,电流表的示数I1=0.20A;当开关S 板到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电源 的电动势和内电阻。
物业电工
每课一言
如果你希望成功, 当以恒心为良友, 以经验为参谋, 以当心为兄弟, 以希望为哨兵。
问题2最后一步也可以看做是根据这一规律列式求解 的。
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你的收获是什么?
全电路欧姆定律:
(1)内容:全电路的电流与电源电动势成正比,与内、外电路的电阻之 和成反比。
(2)公式:I=E/(R+r)
(3)开路时(R=∞),I=0,端电压U=E
(4)短路时(R=0),I=E/r,端电压U=0;
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课后作业
内电压U0=Ir=Er/(R+r).
外(端)电压U=E-Ir=IR. 总功率P总=IE.
电工
任务实施
任务1:全电路欧姆定律的内容。(重点) 全电路欧姆定律的两种特例 开路时(R=∞),根据 I=E/(R+r),I=0, 端电压U=E;
短路时(R=0),根据 I=E/(R+r),I=E/r, 端电压U=0;
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