電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律.ppt

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第二章 第四節(jié) 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律,一、電池原理,3.電源的內(nèi)部電場(chǎng)方向如何？,1.電源外部，正電荷將怎樣移動(dòng)？,2.電源內(nèi)部，正電荷將怎樣移動(dòng)？,4.電源內(nèi)部正電荷受到電場(chǎng)力方向？,5.什么力來克服電場(chǎng)力做功？,從正極到負(fù)極,從正極指向負(fù)極 阻力,非靜電力,從正極指向負(fù)極,從負(fù)極到正極,,,,,,,,,,二、電源（從能量的角度看）,1.概念：電源是一種把其它形式能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置 2.作用：將其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?shì)能；保持導(dǎo)體兩端有持續(xù)的電壓（電勢(shì)差）。,（1）根據(jù)電源的作用，可以把電源與我們生活中的什么物體類比？,（2）不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)相同嗎？,思考,抽水機(jī)增加水的重力勢(shì)能,電源增加電荷的電勢(shì)能,不同的抽水機(jī) 抽水的本領(lǐng)(舉起高度)不同 使單位質(zhì)量的水所增加的重力勢(shì)能不同,不同的電源 非靜電力做功的本領(lǐng)不同 使單位正電荷所增加的 電勢(shì)能不同,,抽水機(jī),電源,干電池 1.5V 1.5V,微型電池 250V 3V,蓄電池 200V 6V,,,三、電動(dòng)勢(shì),1.電動(dòng)勢(shì)：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的特性用電動(dòng)勢(shì)（electromotive force)表征，它等于電源未接入電路時(shí)兩極之間的電勢(shì)差，用字母E表示。,2.電動(dòng)勢(shì)單位： 伏特（V） 1V=1J/C,生活中的電池,,四、電源的重要參數(shù),鋰離子 電池,標(biāo)稱電壓3.6V,容量： 950mA.h,禁止投入火中,限制電壓4.2V,3、電池的容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量 單位：安·時(shí)(A·h) 毫安·時(shí)(mA·h),,1、電源的電動(dòng)勢(shì),手機(jī)待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短和哪個(gè)參數(shù)有關(guān)?,四、電源的重要參數(shù),2、電源的內(nèi)阻:電源內(nèi)部的電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻（internal resistance）,A、電路中每通過1C的電量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?B、蓄電池兩極間的電壓為2V C、蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 D、蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）強(qiáng),1、鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，這表示（ ）,AD,課堂練習(xí),,閉合電路,內(nèi)電路,外電路,,,2.外電路和內(nèi)電路: （1）外電路:電源外部的用電器和導(dǎo)線等構(gòu)成外電路. （2）內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路是內(nèi)電路.,1.閉合電路：閉合電路是指電荷沿電路繞一周可回到原位置的電路。一個(gè)簡(jiǎn)單的閉合電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。,一、閉合電路,3.外電阻和內(nèi)電阻,（1)外電阻：外電路的總電阻；,（常稱為電源的內(nèi)阻 ）,(2)內(nèi)電阻： 內(nèi)電路的電阻。,,4.閉合電路的電流方向,內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的.,在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極. 在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極.,5.電路中的電勢(shì)變化情況,（1）在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。,（2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”。,,,,,,電路中電勢(shì)降落關(guān)系,,U內(nèi),,U外,E,,結(jié)論：E = U外+ U內(nèi),+,+,+,表述：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。,１、對(duì)閉合電路,,二、閉合電路歐姆定律,2、對(duì)純電阻電路,,,說明：,2、 是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上稱內(nèi)電壓.,1、 是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上稱路端電壓（外電壓），是電源加在負(fù)載（用電器）上的“有效”電壓。,3. 歐姆定律表達(dá)式的適用范圍是什么？ 所描述的側(cè)重點(diǎn)各有什么不同？,E= U外 + U內(nèi),適用于純電阻電路,普遍適用,,,外電路兩端的電壓叫路端電壓．,１、如圖電路：,R增大，電流減小，路端電壓增大,R減小，電流增大，路端電壓減小,路端電壓:,三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系,２、兩個(gè)特例：,（2）外電路短路時(shí),（1）外電路斷路時(shí),斷路,短路,1.圖象的函數(shù)表達(dá)： 即U是I 的一次函數(shù)；,四.U—I 關(guān)系圖象,2.圖象的物理意義： ①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E； ②在橫軸上的截距表示電源的短路電流 ③圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻 ，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。,3.斷路和短路 （1）斷路：R無窮大，I 為0，I、 r也為0 ，U = E 。（電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓） （2）短路：R=0 ， ，r 很?。ㄐ铍姵?.005—0.1 Ω，干電池小于1Ω），電流太大，燒壞電源，還可能引起火災(zāi).,例1.在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.12Ω，外電路的電阻為1.38Ω， 求電路中的電流和路端電壓.,解：,分析：,已知電動(dòng)勢(shì) E = 1.5 V，內(nèi)電阻 r = 0.12Ω，外電阻R = 1.38 Ω,由閉合電路歐姆定律,,,I =,=,= 1 A,路端電壓,U=I R=1×1.38=1.38V,經(jīng)典例題,I1R1+ I1r = I2 R2+ I2 r,例2.如圖所示, R1= 14Ω，R2= 9Ω，當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為 I1= 0.2A；當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時(shí)電流表的示數(shù)為I2= 0.3A.求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.,由閉合電路歐姆定律,解：,開關(guān)切換到位置2：,E = I1 R1+ I1 r,E = I2 R2+ I2 r,開關(guān)切換到位置1：,消去 E,將 r代入E = I1 R1+ I1 r 得,r =,,= 1Ω,E = 3V,例圖中滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)判斷各電表的示數(shù)變化情況。,,解析：,,3 閉合電路的動(dòng)態(tài)分析方法：,五、閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化,純電阻電路,普遍適用,根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。,,,,,二 電路中的功率及效率問題,2 如圖所示，電動(dòng)勢(shì)為E的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接，只合上開關(guān)S1，三個(gè)燈泡都能正常工作．如果再合上S2，則下列表述正確的是( ) A．電源的總功率減小 B．L1上消耗的功率增大 C．通過R1上的電流增大 D．通過R3上的電流增大,小結(jié) 電路的功率和效率問題,(1)I=1A,(2)Q=1.2X10-4C,例3.如圖,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.電池內(nèi)阻可忽略. (1)閉合開關(guān)S,求穩(wěn)定后通過R1的電流. (2)然后將開關(guān)S斷開,求這以后流過R1的總電量.,六、含電容器電路的分析,六、含電容器電路的分析,思路方法：,1、電路穩(wěn)定后，電容器在電路中就相當(dāng)于斷路;,2、電路穩(wěn)定后，電容所在電路無電流，所以其兩端的電壓就是所在支路兩端的電壓;,3、電路的電壓、電流變化時(shí)，會(huì)引起電容器的充放電，進(jìn)而引起內(nèi)部電場(chǎng)的變化。,如圖所示電路中，4個(gè)電阻阻值均為R，電鍵S閉合時(shí)，有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間．現(xiàn)斷開電鍵S，則下列說法正確的是( ) A．小球帶負(fù)電 B．?dāng)嚅_電鍵后電容器的帶電荷量減小 C．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向下運(yùn)動(dòng) D．?dāng)嚅_電鍵后帶電小球向上運(yùn)動(dòng),1.如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖象,由圖象可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)為 V,內(nèi)阻為 Ω,3,0.5,課堂訓(xùn)練,2.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向左端移動(dòng)時(shí)（ ） A、電壓表的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小 B、電壓表和電流表的讀數(shù)都增大 C、電壓表和電流表的讀數(shù)都減小 D、電流表的讀數(shù)增大，電壓表的讀數(shù)減小,A,