物理新人教版选修3-1 2.7 闭合电路的欧姆定律 宁都中学 赖新平

复习回顾: 1、什么是电源？ 把其它形式的能转换成电能的装置。 2、电源电动势的概念?物理意义? （1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源 的负极移到正极所做的功。 （2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。 3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？ W = I U t 对于纯电阻电路

各种电池

一、闭合电路的欧姆定律: 外电路 内电路 r 1、用导线把电源、用电器、开关连成一个闭合电路。 外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路. 内电路:电源内部是内电路. 外电路 r E R K 内电路

2、闭合回路的电流方向 在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。 在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。 在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。 内电路与外电路中的总电流是相同的。

3、电路中的电势变化情况 （1）在外电路中，沿电流方向经过电阻电势降低。 （2）在内电路中， 一方面，存在内阻，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”。

a b a b c d b d a c ●一讲就懂，一做就错，一点就通——程序性知识问题；审题问题。 ●难题会做容易题不会做——靠做题积累经验。 ●平时会做题考分上不去——严谨态度；审题（粗心）；表达。 ●张冠李戴——知识不系统。

外电路 内电路 r 讨论 E外=I2Rt E内=I2rt R E W=E外+E内 即：EIt=I2Rt+I2rt K 3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功 W=Eq＝EIt 内电路 4、以上各能量之间有什么关系？ W=E外+E内 即：EIt=I2Rt+I2rt

闭合电路欧姆定律 １、对纯电阻电路 ２、表述：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． 说明： (1)、 (2)、 U外=IR 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压. (3)、 U内=Ir 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.

二、路端电压跟负载的关系 １、如图电路： R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小 电压表读数=路端电压:

２、两个特例： （1）外电路断路时 （电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压） （2）外电路短路时 r 很小（蓄电池0.005 ~ 0.1 Ω，干电池小于1Ω），电流太大，烧坏电源，还可能引起火灾。

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电源的外特性曲线——路端电压U随电流变化的图象． （1）图象的函数表达：

测量电源内阻方法 （2）图象的物理意义 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E． ②在横轴上的截距表示电源的短路电流 ③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害． 测量电源内阻方法

闭合电路中的能量转化 1．外电路中，电能转化其它形式的能。同时电源的内电阻将电能转化为内能 闭合电路的欧姆定律 闭合电路中的能量转化 E=U外+U内 EI=U外I+U内I EIt=U外It+U内It 1．外电路中，电能转化其它形式的能。同时电源的内电阻将电能转化为内能 2、上述所消耗的电能，均由电源提供。电源将其它形式的能转化为电能。电源的电动势越大，将其它形式的能转化为电能的本领越大。

课堂训练 1、在如图所示的电路中，电源的电动势为 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. R S E r I =U/(R+r) =1 A U = IR=1.38V

课堂训练 2、 如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r 。 1 A R1 R2 2 E r E = 3V r = 1Ω

3、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少? E=1.5V，r =0.2Ω

4：图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是 A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流 I1＞ I2 B． 电动势E1=E2，内阻 r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻 r1＜ r2 D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路 端电压变化大 U 2 1 I

闭合电路中电路问题的讨论 1、一般的功率问题的讨论，外电阻得到最大功率的条件(即电源的最大输出功率)。

解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为P=E2/4r=36 / 16 = 2.25W； 问题1：已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的阻值变化范围是 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 =6 V r=4 Ω R2=0---10 Ω R1=2 Ω 解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为P=E2/4r=36 / 16 = 2.25W； ②R1是定值电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时, R1上消耗的功率最大为P=[E/(R1+r)]2 R1=1×2=2W； ③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为R1+r= 6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为P=E2/4r=36/(4×6)= 1.5W。

2.闭合电路的U-I 图象 右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I 图象； a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率； u O I Im i E U M（I，U） β α b a N 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。

5.如图所示直线A为电源的U--I图线，直线B为电阻的U--I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路，则电源的输出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% D 解:由图线可知R =1Ω, E=3V r=0.5 虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率, I/A U/V 0 2 4 6 B A 3 2 1 P出=4W P总=EI=6W = P出 / P总=4/6=67%

祝同学们学习愉快！ 再见！

6.有两个电压表，把它们串联起来接到一个高内阻电源两极上时，电压表V1和V2的读数分别是12V和6V，若单独将第二个电压表V2接到该电源两极上时，它的读数为12V，则下列说法正确的是: A.第一个电压表内阻是第二个电压表内阻的2倍 B.电源电动势为24V C.若单独将第一个电压表V1并接到该电源上时，它的读数为18V D.若第二个电压表内阻是RV,则电源内阻也等于RV

V2 乙 V1 丙 V1 V2 甲 解：设两表内阻分别为R1 , R2 , 三种情况的电流分别 为I1 , I2 , I3 , 对甲图 U1=I1R1=12V U2=I1R2=6V ∴R1=2R2 I1=E /(R1+R2+r) =E / ( 3R2+r) U2=I1 R2=6V 对乙图 I2=E / (R2+r) U2′= I2R2 = 12V ∴ I2=2I1 ∴ 3R2+r=2 (R2+r) ∴ r= R2 E=I2 (R2 +r) = 2I2R2 =24V 对丙图 I3 =E / (2 R2 +r) = E / 3 R2 =2I2 / 3 ∴U3=2I3R2 =4I2R2 / 3 = 16V ∴C 错