1、第二章 恒定电流,7 闭合电路的欧姆定律,学习目标 1.了解内电路、外电路，知道电动势等于内外电路电势降落之和. 2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算. 3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、闭合电路的欧姆定律,如图1为闭合电路的组成.(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？,在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高.,答案,图1,(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？,(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热
2、分别为多少？它们之间有怎样的关系？,EIt I2rt I2Rt EItI2RtI2rt,答案,答案,图1,1.内、外电路中的电势变化 外电路中电流由电源 流向 ，沿电流方向电势 ，内电路中电流由电源 流向 ，沿电流方向电势_. 2.闭合电路中的能量转化 如图2所示，电路中电流为I，在时间t内，等于内、外电路中电能转 化为其他形式的能的总和，即EIt .,正极,负极,降低,负极,正极,升高,非静电力做的功,I2RtI2rt,图2,3.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 ，跟内、外电路的成反比.(2)公式：I_(适用于纯电阻电路),(3)其他两种表达形式 EU外 (适用
3、于任意电路) EIR (适用于纯电阻电路),正比,电阻之和,U内,Ir,判断下列说法的正误. (1)电动势越大，闭合电路的电流越大.( ) (2)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小.( ) (3)EUIr适用于任何电路.( ) (4)某电源电动势为10 V，内阻为2 ，外接一线圈电阻为8 的电动机，则电路中的电流为1 A.( ),二、路端电压与负载的关系,(1)在如图3所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、7 时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？,答案,外电压分别为7.5 V、8 V、8.75 V.随着外电阻的增大，路端电
4、压逐渐增大.,图3,(2)如图4所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U与电流I的UI图象，图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么？,答案,图4,1.路端电压与负载的关系 (1)路端电压的表达式：U . (2)路端电压随外电阻的变化规律 当外电阻R增大时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr_. 当外电阻R减小时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr_. 两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为 ，U .即断路时的路端电压等于 . 当电源短路时，外电阻R0，此时I .,EIr,减小,增大,增大,减小,0,E,电源电动势,2.路端电压与电
5、流的关系图象(图5)(1)U轴截距表示 ，纵坐标从零开始时，I轴截距等于_.(2)直线 等于电源的内阻，即内阻r_.,电源电动势,短路电流,斜率的绝对值,图5,判断下列说法的正误. (1)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( ) (2)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( ) (3)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( ) (4)在UI图象中，无论纵坐标是否从零开始，I轴截距都等于短路电流.( ),2,题型探究,一、闭合电路欧姆定律的应用 闭合电路欧姆定律的几种表达形式,(2)电压形式：EIrIR或EU内U外，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和. (3)能量形式：
6、qEqU外qU内，是能量转化本质的显现. (4)功率形式：IEIU外IU内或IEIU外I2r.,例1 在图6所示的电路中，R19 ，R25 ，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.,图6,答案,解析,3 V 1 ,当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I10.5 A，由闭合电路欧姆定律得： EI1(R2r) 当a、b两点间接理想的电压表时，,由闭合电路欧姆定律得： EI2(R2R1r) 联立并代入数据，解得：E3 V，r1 .,解决闭合电路问题的一般步骤 1.分析电路特点：认清各元件之间
7、的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量流过哪个用电器的电流； 2.应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流； 3.根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流.,针对训练1 如图7所示，电源电动势为6 V，内阻为1 ，R15 ，R210 ，滑动变阻器R3阻值变化范围为010 ，求电路中的总电流的变化范围.,图7,答案,解析,0.55 A1 A,当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电流最大.R外R15 ，,二、UI 图象的理解和应用,例2 (多选)如图8所示为某一电源的UI图线，由图可知 A.电源电动势为2 V B.电源内电阻为 1 3 C.电源短路时
8、电流为6 A D.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A,图8,答案,解析,在本题的UI图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确； 横轴截距表示短路电流，C错误；,针对训练2 (多选)如图9所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是A.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 B.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 C.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等 D.电流都是I0时，两电源的内电压相等,图9,答案,解析,图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故A正确； 图线的斜率
9、的绝对值表示电源内阻(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故B错误； 甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等，故C正确； 电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内Ir，因为甲的内阻比乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，故D错误.故选A、C.,达标检测,3,1.将内阻为0.5 的电池组与阻值为0.75 的电阻、标有“6 V 7.2 W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是 A.6 V B.7.5 V C.9 V D.10.5 V,答案,1,2,3
10、,4,2.(多选)如图10所示电路中，电源电动势E 9 V、内阻r3 ，R15 ，下列说法中正确的是 A.当S断开时，UAC9 V B.当S闭合时，UAC9 V C.当S闭合时，UAB7.5 V，UBC0 D.当S断开时，UAB0，UBC0,答案,1,2,3,4,图10,解析,3.(多选)如图11所示为闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是 A.电动势E1E2，短路电流I1I2 B.电动势E1E2，内阻r1r2 C.电动势E1E2，内阻r1r2 D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大,答案,解析,1,2,3,4,图11,由闭合电路的欧姆定律得EUIr.当I0时电动
11、势E等于路端电压U，即UI图线和U轴的交点就是电源电动势，由题图知，两电源的电动势相等.当U0时I ，UI图线和I轴的交点就是短路电流，由题图知I1I2，A正确. 而r ，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知r1r2，B、C错误. 当工作电流变化量相同时，因为r1r2，电源2内电压变化较大，由闭合电路的欧姆定律EU外U内，可知电源2的路端电压变化较大，D正确.,1,2,3,4,4.如图12所示，电源的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，电阻R1R2，当开关S1闭合、S2断开时，通过电源的电流为1 A.当开关S1、S2都闭合时，求通过电源的电流和路端电压.,答案,解析,图12,1,2,3,4,1.5 A 0.75 V,1,2,3,4,本课结束,
