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课件网) 12.2 闭合电路的欧姆定律 电动势 闭合电路欧姆定律 闭合电路得几种关系 欧姆表原理 一 电动势 1. 电源 (1)保持两极间有电压 (2)通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置 思考: 电池A:将1C正电荷在电池内部由负极移到正极非静电力做功W=1.5J 电池B:将1C正电荷在电池内部由负极移到正极非静电力做功W=1.2J 电池C:将0.6C正电荷在电池内部由负极移到正极非静电力做功W=1.2J 电池A 电池B 电池C (1)定义:非静电力做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性,叫做电动势。用字母 表示。 (3)单位:伏特 V 2. 电动势 (2)表达式: (4)实质:表示电源把其它形式的能转化为电能的本领。 电动势与外电路无关,由电源本身特性决定的。 二 闭合电路欧姆定律 1. 闭合电路相关概念 E r S R A B 闭合电路 外电路 内电路 由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。 外电路:电源外部的用电器、导线等构成外电路。 内电路:电源内部是内电路。 2. 闭合电路的电流方向 外电路:电流方向由正极流向负极。 内电路与外电路中的电流大小是相同的 a b 内电路:电流方向为负极流向正极。 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 3. 闭合电路的电势变化 外电路:沿电流方向电势降低。 内电路:内电路一方面,存在内阻r,沿电流方向电势也降低;另一方面,沿电流方向存在电势“跃升”。 外电路 内电路 4.闭合电路中的能量转化 r E R S 设电源电动势为,内阻为,与一个负载连成闭合电路,负载两端电压为,电路中电流为,通电时间为: 化学能 电能 非静电力做功 电流做功 其它形式的能 根据能量守恒定律,有 + 即 电源电动势等于内、外电路电势降落之和。 (1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。 (3)适用范围:外电路为纯电阻的闭合电路 5. 闭合电路的欧姆定律 (2)表达式: E=IR + Ir U外=IR 为外电路的电压,路端电压 U内=Ir 为内电路的电压, 内电压 E=U外+U内 电源的电动势等于内外电路电压之和 (4)理解 U外=E-Ir 适用于任意的闭合电路 (5)闭合电路欧姆定律的表达形式 练一练: 例1:在如图所示的电路中,R1=20.0 Ω,R2=10.0 Ω,当开关S扳到位置1时,理想电流表的示数为I1=0.20 A;当开关S扳到位置2时,理想电流表的示数为I2=0.30 A,求电源的电动势和内电阻。 解析 设电源的电动势为E,内阻为r,当开关分别置于1、2两个位置时,根据闭合电路欧姆定律列出方程E=I1R1+I1r① E=I2R2+I2r② 代入数据解之得E=6 V,r=10 Ω。 答案 6 V 10 Ω 练一练: 变式训练1:在如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=5 Ω,当a、b两点间接理想的电流表时,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) 代入数据得E=0.5(5+r)① 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) 代入数据得E=0.2(14+r)② 联立①②得E=3 V,r=1 Ω 答案 3 V 1 Ω 练一练: 三 闭合电路的几种关系 由于r 很小,电路中电流很大,容易烧坏电源。 绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。 1. 路端电压与负载的关系 S R E r 实验电路图 电源的路端电压与外电路电阻的关系: O R U r 断路电压 2. 干路电流与负载关系: O R I r 电源的输出电流与外电路电阻关系: 短路电流 3. 路端电压与干路电流的关系 设E=3V,r=2Ω。请根据U=E-Ir,作U-I图像。 (1)纵轴截距: (2)横轴截距: (3)斜率: 电源的电动势E. 电源的短路 ... ...