第二讲_闭合电路欧姆定律（tea）.doc

南师大附中08届高三物理第一轮复习教案 第二讲 闭合电路欧姆定律　 2007年11月 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 11 页 第二讲 闭合电路欧姆定律 【基本概念和基本规律】 一、电源：把其他形式的能转化为电能的装置． 原理：在电源内部非静电力做功，其他形式的能转化为电能；在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能。 1．电源的电动势 （1）物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，它是由电源本身的性质决定的，跟外电路的组成无关。 （2）大小：电源的电动势在数值上等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能．不同的电源，电动势不同，就是说其转化能量的本领不同。 （3）表示符号：电动势用符号E表示，单位：伏特（V），与电压的单位相同，但电动势与电压是两个本质不同的物理量． （4）标量：电动势是标量，但为了研究电路问题的方便，我们规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向． 例1、如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，接在电池两端的电阻为R，各量都用国际单位制单位表示，将电量为q的正电荷由A点沿路径ARB移到B点电场力做的功等于＿＿＿＿，而将此正电荷由A点沿电池的内电路移动到B点，电场力做的功等于＿＿＿．答案：，． 2．电源的内阻 把电源与用电器连成闭合回路．电源外部的电路叫外电路，电源内部的电路叫内电路．内电路所具有的电阻叫内电阻，用符号r表示，电流通过内电路时也受阻碍作用，因而消耗电能而致使电源发热，电流太大时，有把电源烧坏的危险． 二、闭合电路欧姆定律 1．内容：闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比． 2．公式：，常用的表达式还有：E＝IR+Ir=U+U′，和U=E-Ir 3．注意：（1）只适用于外电路是纯电阻的闭合电路． （2）U=E-Ir既适用于外电路是纯电阻的闭合电路，也适用于外电路是非纯阻的电路 例2、如图所示为研究闭合电路的内电压、外电压和电动势之间关系的实验装置，关于对这一装置的分析，下列说法中正确的是（ ） A．a和c分别接电压表V1和V2的正极 B．采用凹形电解槽可增大电压表V2的示数 C．电压表V1测得的是正确值，而电压表V2测得的值较真实值偏小 D．电压表Vl和V2测得的示数之和应接近于一定值答案：BCD 例3、如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=lΩ，电阻R1=R4=15Ω，R2=R3=3Ω，求：电键K闭合时，流过电键K中的电流．答案：4/3A，方向是从D到C． 三、路端电压U和内电压U′随外电阻R变化的讨论 电源的电动势和内电阻是由电源的本身决定的，并不随外电路的电阻的变化而改变。 1．电源输出电压（路端电压）为：．则当R变化时，可见当．关系可用图线表示： （1）．外电路的电阻增大时，I将减小，路端电压升高．极端情况：外电路断路时(R=∞)，I=0，U=E （2）．外电路的电阻减小时，I将增大，路端电压减小．极端情况：外电路短路时(R=0)，I=E／r,U=0， U’ORε2．电源内电压为：，则当R变化时，可见当．关系可用图线表示： U’ O R ε 四、电源的U-I图象 由U=E-Ir可得如图所示的图象． 1．纵轴的截距表示开路电压，即电源的电动势. 2．横轴的截距表示短路电流，且I短路=E/r. 3．图象的斜率的绝对值表示电源的内阻，r＝E/I短路=ΔU/ΔI，注意区分定值电阻的U-I图象与电源的U-I图象． 例4、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（ D ） A．0.10V B．0.20V C．0.30V D．0.40 V 五、电源的有关功率和电源的效率 1．电源的总功率：P0=IE 2．电源的内部发热功率：P′=I2r. 3．电源的输出功率： (1) ．一般电路：， 因（为常数），故当时，有极大值， （2）．纯电阻电路： P＝P0-P′＝IU=IE-I2r＝I(E-Ir)=I2R=分析式子可知，对于电动势和内阻一定的电源，其输出功率随外电阻的改变而改变，P-R图象如图所示． 由数学知识可以证明，当R=r时，电源有最大的输出功率：Pm=E2/4r，且：(1)当输出功率为某一值P(PPm)时，总对应有两个不同的外电阻R1、R2，且它们满足关系式：R1·R2=r2； (2)当Rr时，P随R的增大而增大，当Rr时，P随R的增大而减小． 4．电源的效率η＝R/(R+r)，当R＝r时，电源有最大的输出功率，但电源的效率却只有