1、2.7 2.7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律一、闭合电路一、闭合电路1 1、内、外电路、内、外电路用导线把电源、用电器连成一个闭合电路用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。外电路外电路: :电源外部的用电器和导线构成外电路电源外部的用电器和导线构成外电路. .内电路内电路: :电源内部是内电路电源内部是内电路. .闭合电路闭合电路部分电路部分电路rERK内电路内电路外电路外电路 在在外电路外电路中，电流方向由正极流向负极，中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低。 在在内电路内电路中，即在电源内部，通过非静电中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正
2、极，所以电流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方向为负极流向正极, ,沿电流方向电势升高沿电流方向电势升高。2 2、闭合电、闭合电 路的电流方向路的电流方向 内内电路与电路与外外电路中的总电流是电路中的总电流是相同相同的。的。1 1、若外电路中的用电器都是纯电阻、若外电路中的用电器都是纯电阻R R，在时间，在时间t t内外内外电路中有多少电能转化为内能？电路中有多少电能转化为内能？rERK内电路内电路外电路外电路2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通过内，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？是多少？3 3
3、、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内内非静电力做多少功非静电力做多少功4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？RtIQ2外rtIQ2内EItEqW3.3.闭合回路中的能量转化关系闭合回路中的能量转化关系 根据能量守恒定律，非静电力做的功应根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。能的总和。即：即：内外QQWrtIRtIEIt22IrIRE、表述：闭合电路中的电流跟电源的电、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动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比
4、反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路 rREIIrIRE 即rREI二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律说明：说明：IrIREIRU外IrU内 是外电路上总的电势降落，是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压习惯上叫路端电压 是内电路上的电势降落，是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压习惯上叫内电压内外UUE外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小路端电压路端电压: :IrEU三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系、两个特例：、
5、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外电路）外电路断路断路时时、路端电压、路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 （电源的外特性曲线）（电源的外特性曲线）（1 1）图象的函数表达：）图象的函数表达： IrEU（2 2）图象的物理意义）图象的物理意义 纵轴上的截距表示电源的纵轴上的截距表示电源的电动势电动势E E 横轴上的截距表示电源的横轴上的截距表示电源的短路电流短路电流rEI/短图象斜率的绝对值表示电源的内阻图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越，内阻越大，图线倾斜得越厉害大，图线倾斜得越厉害四、闭合电路中的功率四、闭合
6、电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由由 得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率） 2 2电源的输出功率（外电路功率）电源的输出功率（外电路功率） 3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 4.4.供电效率：供电效率：EUPP外总外内外UUE内外IUIUEIEIP总IUP外外rIIUP2内内以纯电阻电路为例讨论以纯电阻电路为例讨论：1、电源的输出功率：电源的输出功率：rRrRERrRERIP4)()(22222出电源输出功率随外电阻变化的图线电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，如图所示，o RP出PmrrEPm42(2
7、)闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，是最大，=50%。(3)(3)供电效率：供电效率：rRR(1)当当R=r时，电源的输出功率最大时，电源的输出功率最大由上式可知，外电阻由上式可知，外电阻R越大，电源的效率越高越大，电源的效率越高 课堂训练课堂训练2、五、闭合电路的动态问题分析五、闭合电路的动态问题分析例题例题: : 如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内电阻为，内电阻为r r当滑动当滑动变阻器的触片变阻器的触片P P从右端滑到左端时，发现电压表从右端滑到左端时，发现电压表V V1 1、V V2 2示示数变化的绝对值分别为数
8、变化的绝对值分别为UU1 1和和UU2 2，下列说法中正确的，下列说法中正确的是（是（ ） A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L2 2变亮变亮B.B.小灯泡小灯泡L L3 3变暗，变暗，L L1 1、L L2 2变亮变亮C.C.UU1 1 UU2 2V2V1L1L2L3P 闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的闭合电路中由于局部电阻变化（或开关的通断）引起各部分电压、电流（或灯泡明暗）通断）引起各部分电压、电流（或灯泡明暗）发生变化，分析这类问题的基本思路是：发生变化，分析这类问题的基本思路是：闭合电路的动态分析问题闭合电路的动态分析问题（1）分析电路分析电路，明确各
9、部分电路的串、并联关，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象系及电流表或电压表的测量对象（2）由）由局部电阻变化局部电阻变化判断判断总电阻的变化总电阻的变化（3）由）由 判断总电流的变化判断总电流的变化（4）据）据 判断路端电压的变化判断路端电压的变化（5）由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各）由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化部分电路电压及电流的变化rREI IrEU 如图所示电路，如图所示电路，A A灯与灯与B B灯电阻相同，灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是程度的变化判断正确的是
10、( )( )A A、A A、B B灯都变亮灯都变亮B B、A A、B B灯都变暗灯都变暗C C、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗D D、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮E、rsRBA 在如图所示的电路中，电源的电动势在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻，内阻r=1.0；电阻；电阻R1=10，R2=10，R3=30，R4=35；电容器的电容；电容器的电容C=100F电容器原来不带电求接通电键电容器原来不带电求接通电键K后流过后流过R4的总电量的总电量六、含电容器的电路分析六、含电容器的电路分析R1R2R3R4CKE，r分析含电容器的直流电路的方法：分析含电容器的直流
11、电路的方法：（1） 含电容器的支路看成断路含电容器的支路看成断路（2）电容器两端的电压与其并联电阻两端电）电容器两端的电压与其并联电阻两端电压相等压相等（3）与电容器串联的电阻看成导线）与电容器串联的电阻看成导线（4）电容器两端电压升高，电容器充电；）电容器两端电压升高，电容器充电； 电容器两端电压降低，电容器放电电容器两端电压降低，电容器放电如图所示的电路中，电源电动势如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻，内阻r=1，电，电容器的电容容器的电容C=40F，电阻，电阻R1=R2=4，R3=5接通开接通开关关S，待电路稳定后，求：，待电路稳定后，求：（1）理想电压表）理想电压表V的读数；
12、的读数；（2）电容器的带电量）电容器的带电量VErE1R2R3RC七、电路的故障分析七、电路的故障分析 如图所示的电路中，闭合电键，灯如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发正常发光由于电路出现故障，突然发现灯光由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（可能是（ ） A. R1断路断路 B. R2断路断路 C. R3短路短路 D. R4短路短路EKA1R2R3R4R1L2L（1）电路故障特点）电路故障特点断路特点：电路发生断路时，电源电压不为零，断路特点：电路发生断路时，电源电压不为
13、零，电流为零。电流为零。短路特点：电路发生短路时，电路两端电压为短路特点：电路发生短路时，电路两端电压为零，电流不为零。零，电流不为零。（2）电路故障的检测（用电压表检测）电路故障的检测（用电压表检测）若电路中两点电压不为零，说明电压表有电流若电路中两点电压不为零，说明电压表有电流通过，则在并联路段之外无断路或在并联电路内通过，则在并联路段之外无断路或在并联电路内无短路无短路若电路中两点电压为零，说明电压表无电流通若电路中两点电压为零，说明电压表无电流通过，则可能在并联路段之外有断路或在并联电路过，则可能在并联路段之外有断路或在并联电路内有短路内有短路练习练习1：如图所示，电源电动势为：如图所
14、示，电源电动势为E，内阻，内阻为为r，合上开关，合上开关S后电灯恰能正常发光，如后电灯恰能正常发光，如果某一时刻电灯果某一时刻电灯L1的灯丝烧断，则（的灯丝烧断，则（ ）A.L3变亮，变亮，L2、 L4变暗变暗B. L2、 L3变亮，变亮，L4变暗变暗C. L4变亮，变亮，L2 、L3变暗变暗D. L3、 L4变亮，变亮，L2变暗变暗L1 L2L3L4SE、r在图示电路中，电源电动势为在图示电路中，电源电动势为10V，内阻为，内阻为1 ，电，电阻阻R1为为5，电阻，电阻R2的最大值为的最大值为20求：求：电阻电阻R2为何值时，电阻为何值时，电阻R2消耗的功率最大？消耗的功率最大？SE rR2R1电阻电阻R2为何值时，电阻为何值时，电阻R1消耗的功率最大？消耗的功率最大？功率最值的判断：功率最值的判断：可变电阻上消耗的功率固定电阻上消耗的功率练习练习2 2
