1、电源电动势和内阻电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律电源的特点电源的特点 电源能维持电荷的流动是因为它具有把自由电荷从电源能维持电荷的流动是因为它具有把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极的能力负极经电源内部搬运到正极的能力 电源是将其他形式的能转化为电势能的装置。电源是将其他形式的能转化为电势能的装置。abcd正极正极负极负极电源电源+E 一一.电动势和内电阻电动势和内电阻 1.电动势电动势：（1）物理意义：表征电源将其它形式能转化为）物理意义：表征电源将其它形式能转化为电能本领的物理量。电能本领的物理量。（2）定义：非静电力把正电荷从电源负极移到）定义：非静电力把正电荷从电源负极
2、移到正极所做的功与被移送电量的比。正极所做的功与被移送电量的比。（3）方向：）方向：qWE非*为了便于计算为了便于计算规定规定 E 的的方向由方向由负极板经内电路指向正极板，即负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向。正电荷运动的方向。+E 电源电动势的两点说明电源电动势的两点说明 电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电电源电动势是描述电源本身性质的物理量，由电源的材料、结构决定。源的材料、结构决定。从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。(E=W非静电力
3、非静电力/q)例题例题1：关于电动势，下列说法中正确的是：关于电动势，下列说法中正确的是 A在电源内部，由负极到正极的方向为电动势在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向的方向B在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同流的方向相同C电动势的方向是电源内部电势升高的方向电动势的方向是电源内部电势升高的方向 D电动势是矢量电动势是矢量ABC内电压内电压:电流通过电源内电路时，也有电压降落电流通过电源内电路时，也有电压降落 U U内内=Ir=Ir 电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。2.内电阻：内电阻：电源内
4、电路上的电阻电源内电路上的电阻电源外部电流从正极板到负极板叫电源外部电流从正极板到负极板叫外电路外电路。电源内部电流从负极板到正极板叫电源内部电流从负极板到正极板叫内电路内电路。、表述：闭合电路中的电流跟电源、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比阻之和成反比、rREIIrIRE 即rREI3、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律rREIIrIRE 说明：说明：二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律：IRU外 2 2、是外电路上总的电势是外电路上总的电势降落，习惯上叫降落，习惯上叫路端电压路端电压.IrU内 3 3、是内电路上的
5、电势降是内电路上的电势降落，习惯上叫落，习惯上叫内电压内电压.E=U+UEIR Ir外内4、1 1、只适用于纯电阻电路只适用于纯电阻电路 2.2.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律表达形式有：表达形式有：E=U E=U外外+U+U内内 （I I、R R间关系）间关系）U=E-Ir U=E-Ir （U U、I I间关系）间关系）（U U、R R间关系）间关系）rREIErRRU1 1、在如图所示的电路中，电源的电动、在如图所示的电路中，电源的电动势为势为 9 9V V，内阻为，内阻为0.0.5 5，外电路的电，外电路的电阻阻R R1 1为为1818，求电路中的电流和路端求电路中的电流和路端电压电压
6、.若将电阻换为若将电阻换为R R2 2=36=36，情况如，情况如何？何？RSEr 课堂训练课堂训练 2.如图所示，如图所示，R1=8.0 W W，R2=5.0 W W，当当单刀双掷开关单刀双掷开关 S 扳到位置扳到位置 1 时，则得的电流时，则得的电流 I1=0.20 A；当当S 扳到位置扳到位置 2 时，测得电流时，测得电流 I 2=0.30 A。求电源电动势求电源电动势E 和内电阻和内电阻Ri。RiSEAR1R212 2、含容电路问题：、含容电路问题：【例【例1】：图中，】：图中，E=10V，R1=4，R2=6，C=30F，电源内阻可忽略：，电源内阻可忽略：（1）闭合开关）闭合开关S，求
7、稳定后通过，求稳定后通过R1的电流；的电流；（2）然后将开关）然后将开关S断开，求断开后流过断开，求断开后流过R的总电的总电荷量。荷量。2.如图如图1026所示，电源的电动势所示，电源的电动势6 V，内阻内阻r0，R14，R26，电容器的电容，电容器的电容C1.6106 F，求当，求当S闭合时和断开时，电容器闭合时和断开时，电容器的电量分别为多少？的电量分别为多少？路端电压：U=-Ir+E 类比：y=-kx+b 1）当外阻增大时，电流变小，内电压变小）当外阻增大时，电流变小，内电压变小,路端电路端电压增大。压增大。2）当外阻减小时，电流变大，）当外阻减小时，电流变大，内电压变大内电压变大,路端
8、电路端电压减小。压减小。3）断路时，断路时，I0，U外外E 4）短路时，短路时，R0，IE/r，U外外0 三电源的伏安特性三电源的伏安特性（路端电压随电流变（路端电压随电流变化的图像）化的图像）uo iEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im两图像的交点坐标两图像的交点坐标表示该电阻接入电表示该电阻接入电路时电路的总电流路时电路的总电流和路端电压；该点和路端电压；该点和原点之间的矩形和原点之间的矩形的面积表示输出功的面积表示输出功率率.a a为电源的为电源的U-IU-I图象，图像纵截距表示图象，图像纵截距表示电源的电动势电源的电动势E E，图像斜率正切值的绝对，图像斜率正切值的绝对值表示内电
9、阻，即：值表示内电阻，即：tantan=r=r b b为外电阻的为外电阻的U-IU-I图象图象.路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是路端电压跟电流的关系是U ，用图象，用图象表示如图表示如图1021所示此图象的物理意义是：所示此图象的物理意义是：(1)图线与纵轴的交点对应的电压等于电源图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的的 电动势Ir+E图1021 (2)图线斜率大小代表电源的图线斜率大小代表电源的 ，路端电压，路端电压U随随电流电流I变化的本质原因是由于变化的本质原因是由于 的存在的存在 (3)图中图中U与与U分别表示电流为分别表示电流为I1时的外电压和内时的外电压
10、和内电压从图象可以看出，电压从图象可以看出，I增大时，外电压增大时，外电压U ，内，内电压电压U ，但二者之和保持不变，但二者之和保持不变 (4)图中图中Im代表短路电流，代表短路电流，Im内阻电源内阻减小增大5)图线上每一点坐标的乘积图线上每一点坐标的乘积IU为电源的为电源的 (6)图线上任一点对应的图线上任一点对应的U、I比值为此时比值为此时 输出功率外电路电阻 如图，图线如图，图线a是一电源的伏安特性曲线，图线是一电源的伏安特性曲线，图线b是一定值电阻的伏安特性曲线若已知该电是一定值电阻的伏安特性曲线若已知该电源的内阻为源的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为，则这只定值电阻的阻值为_U
11、/VI/Ao2015105ab 练练 习习练习练习UIabcO 如图是在同一坐标系中画出的如图是在同一坐标系中画出的a a、b b、c c三个电源三个电源的的UIUI图象，其中图象，其中a a和和c c的图象平行，则以下判断中正的图象平行，则以下判断中正确的是确的是 （）A.E A.Ea a E Eb b,r,ra a=r=rb b B.E B.Ea a E Ec c,r,ra a=r=rc c C.E C.Eb b=E=Ec c,r,rb b r rc c D.E D.Eb b E Ec c,r,rb b=r=rc c B原理清晰但处理繁杂，偶然误差处理不原理清晰但处理繁杂，偶然误差处理不好
12、。好。原理清晰、处理简单，偶然误差得到很原理清晰、处理简单，偶然误差得到很好处理，可以根据图线外推得出意想不到好处理，可以根据图线外推得出意想不到的结论。的结论。电路的动态分析问题电路的动态分析问题 闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析1程序法程序法 (1)由局部电阻变化判断总电阻的变化；由局部电阻变化判断总电阻的变化；(2)由由I=E/R+r判断总电流的变化判断总电流的变化 (3)据据UEIr判断路端电压的变化；判断路端电压的变化；(4)由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化电压变化2极限法：极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，
13、可将变阻器即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论的滑动端分别滑至两个极端去讨论3特殊值法：特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论得出结论 1 1、如图所示电路、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片P P向上移动时向上移动时,判断电路中的电压表、电流判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化表的示数如何变化?课堂训练课堂训练V V1 1示数增大示数增大V V2 2示数增大示数增大A A示数减小示数减小2.如图所示的电路中，当可变电阻如图所示的电路中，当可变电阻R的值增大
14、时的值增大时 A.ab两点间的电压两点间的电压Uab增大增大.B.ab两点间的电压两点间的电压Uab减小减小.C.通过电阻通过电阻R的电流的电流I增大增大.D.通过电阻通过电阻R的电流的电流I减小减小.动态分析动态分析3 3 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当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到左从右端滑到左端时，发现电压表端时，发现电压表V V1 1、V V2 2示数变化的绝示数变化的绝对值分别为对值分别为UU1 1和和UU2 2，下列说法中正，下列说法中正确的是确的是 A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L
15、2 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 1UU2 2V2V1L1L2L3P B D B D 4 4、在如图电路中，闭合电键在如图电路中，闭合电键S S，当滑动变阻器的，当滑动变阻器的滑动触头滑动触头P P 向下滑动时，四个理想电表的示数向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用都发生变化，电表的示数分别用I I、U U1 1、U U2 2和和U U3 3表示，电表示数变化量的大小分别用表示，电表示数变化量的大小分别用II、UU1 1、UU2 2和和UU3 3表示下列比值正确的是表示下列比值正确的是 （）A
16、A、U U1 1/I/I不变，不变，UU1 1/I/I不变不变 B B、U U2 2/I/I变大，变大，UU2 2/I/I变大变大 C C、U U2 2/I/I变大，变大，UU2 2/I/I不变不变 D D、U U3 3/I/I变大，变大，UU3 3/I/I不变不变 答案：答案：ACD2故障特点故障特点(1)断路特点：电路中某一部分发生断路表现为电源断路特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零电压不为零，而电流强度为零(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零有电流通过电路而该电路两端电压
17、为零故障的分析方法故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转电电源电压相同源电压相同，判断判断可能可能断路断路(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，判断判断可能可能被短路被短路如图所示的电路中，电源电动势为如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关，当开关S接接通后，灯泡通后，灯泡L1和和L2都不亮，用电压表测得各部都不亮，用电压表测得各部分电压是分电压是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可，由此可判定判定、L1和和L2的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了、L1的灯丝烧断了的灯丝烧断了、L2的灯丝烧断了的灯丝烧断了、变阻器、变阻器R烧断烧断 【例例5】如图，电源的内阻不可忽略已知定如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻值电阻R1=10，R2=8当电键当电键S接位置接位置1时，时，电流表的示数为电流表的示数为0.20A那么当电键那么当电键S接位置接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值时，电流表的示数可能是下列的哪些值 A.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A 2AR1R21S
