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高中物理选修3-1-闭合电路欧姆定律_图文


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选修 3-1

恒定电流

7
上节回放

闭合电路欧姆定律

1 电功与电功率
2 电功与电热 3 电源及其基本参数

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电路结构
1 闭合电路 用导线把电源、用电器连起来的电路 外电路 外电路:电源外部的用

电器和导线构成. 内电路:电源内部的电路.
内电路

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2 闭合电路中电流方向 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。
+

E=

W非

q

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电流强度相同

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3 闭合电路中电势变化情况

(1)外电路: 沿电流方向电势降低
路端电压(外电压)U

(2)内电路:

① 存在内阻,沿电流方向电势 也降低; 内电压U′ ② 沿电流方向存在电势“跃升”
电动势 E

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电路规律
1 闭合电路电流强度与什么有关 2 理论探究

电源本质是:

I E

R

能量转化装置

r

① 闭合开关 S 后,电源内部非静电力做 qE 了多少功?W非 = ______

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② 全电路中: qU 外电路电功:W外 = ______ qU′ 内电路电功:W内 = ______

③ 能量转化与守恒 W非= W外 + W内

即: qE = qU + qU′ 结论1:E = U + U′
④ 根据欧姆定律:U = IR、U′= Ir

则: E = IR + Ir

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E 结论2:I = R+r
3 闭合电路欧姆定律

① 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 E ② 表达式:I = R+r

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问题与思考
例1 如图所示电路,电源电动势为 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。 I = 1.0A U = 1.38V
s R E r

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例2 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? R
V

s

E = 1.5V
r =0.2Ω

E、r

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例3 如图,R1=14Ω,R2=9Ω,当开关 处于位置1时,电流表读数 I1 = 0.2 A;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 R1 E = 3V r = 1Ω
s 2 E R2 r
A

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例4 如图所示电路中,R1=0.8Ω,R3 = 6Ω,滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω,电源电动势E=6 V,内阻 r = 0.2 Ω,当滑动变阻器的滑片在变阻器中 央位置时,闭合开关S,电路中的电流 表和电压表的读数各是多少?

A1为1.5 A V1为5.7 V

A2为0.75 A V2为4.5 V

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闭合电路伏安曲线
1 实验数据采集
A V

U/V
I/A

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2 描绘图线

U/V E

0

◎外电路断路时 R→∞ I = 0,U = E ◎外电路短路时 E R=0 I= r U=0 I/A E r

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问题与思考
例5 如图为两个不同闭合电路中两个不 同电源的U-I图象,则下列说法中正 确的是 ( AD ) A. 电动势E1=E2,短路电流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量相 同时,电源2的路端电压变化较大

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例6 两节电池的路端电压 U 随外电路 电流 I 的变化情况如图所示,电动 势和内阻分别为E1、E2和r1、r2, 正确的是 ( AB ) A. 图像交点所示状态,两电路的外 电阻相等 B. E1 > E2和 r1 > r2 C. E1 < E2和 r1 > r2 D. 图像交点所示状态, 两电路电阻相等


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