2.4、电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 第二章 直流电路 1.电源:是一种把其它形式能转化为电能的装置 一、电源的电动势和内阻 电源在电路中的作用：通过非静电力做功将其它形式的能转变为电能，保持导体两端有持续的电压。 一、电源的电动势和内阻 2.非静电力 3.电动势 (1)定义：非静电力做功W和电量q的比值 (2)公式：????=???????? ? (3)单位：伏特（V） (4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小 数值上等于非静电力把1c的正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功 一、电源的电动势和内阻 4.电动势和电压区别 (1)电压表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领。电动势表示非静电力做的功将其他形式能转化为电能的本领。 (2)电压由电源、导体电阻和电路的连接方式共同决定。 电动势只由电源本身决定，与外电路无关。 (3)电压、电势差、电压降、电压损失是一个物理量的几种不同形式的说法？ 外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等 外电阻：外电路的总电阻. 内电阻：内电路的电阻，即电源的内阻. 内电路：电源内部的电路. 5.电源的内阻 一、电源的电动势和内阻 【例1】下列说法正确的是（ ） A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B.对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多。电动势就越大 C.电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极所做的功越多 D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多。 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。 2、公式： 只适用于外电路是纯电阻的情形. 二、闭合电路欧姆定律 E=U外+Ir ② E=U外+U内 ③ I=????????+???? ① ? ①当R外增大时， U外也随之增大 ②当外电路断开时, R外=∞, U外=E ③当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情况下不允许外电路短路。 E r 在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小 3、路端电压U随外电阻R变化的讨论： U外=I R外 = E 1+ r R外 E R外+r ? R外 = ①图线与纵坐标交点表示断路，交点的纵坐标为电源电动势E. ②图线与横坐标交点表示短路，交点横坐标为短路电流I短=E/r. ③图线斜率值(tan?)表示电源的内电阻r=△U/△I. 【注意】一般纵坐标都不从零开始， ②不再成立 U = E -Ir 知:U是I的一次函数 4、路端电压随电流变化的U-I图像： 5、电源的三个功率以及关系： （1）电源总功率： ????总=IE ? （2）外电路功率： ????出=IU ? =????2????(????+????)2 ? （3）内电阻功率： ????内=IU内 ? =I2r ? （4）内电阻功率： ????总=P出+P内 ? ①电源的总功率P总=IE ②内耗功率：P内=I2r ③输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外 当外电阻为纯电阻电路时 当R外=r时,P出最大，且最大值为 P出m= E2 4r 由图可知:除了PM同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢? 5、电源的输出功率随外电阻变化的讨论： = E2 +4r (R外-r)2 R外 P出=I2R外= E2R外 (R外+r)2 【例2】如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω ，外电路的电阻为1.38Ω ，求电路中的电流和路端电压。 1A，1.38 V 【例3】已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求： ①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。 E r R2 R1 ① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。 【例4】在所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω， 当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电流的电动势和内电阻。 如果没有电流表，只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势 R1 R2 A 1 2 E r S R1 R2 1 ... ...
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