中职物理人教版通用类4 全电路欧姆定律优质ppt课件

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第四节 全电路欧姆定律一、电动势二、全电路 欧姆定律 一、电动势 电源有两个极，两极间存在着电压。电流总是从电源的正极流出，经过用电器消耗电能，流回电源的负极。那么，用电器消耗的电能是从哪里来的呢？ 不接用电器时，电源两极间电压等于电源的电动势，用符号E 表示，它的SI单位是V（伏）。干电池的电动势为1.5 V，铅蓄电池的电动势为2 V，大型发电机的电动势可达几十千伏。电动势仅由电源本身的性质决定，跟外电路的情况无关。 电源就是一种把其他形式的能转化为电能的装置。例如，电池、发电机就是最常见的电源。不同的电源将其他形式的能转化为电能的本领一般不同，为了表示电源的这种本领的大小，我们引入了电动势的概念。 目前常用的电池有以下几种：干电池、钮扣电池、铅蓄电池、锂电池、太阳能电池等。 生活中使用的电池，大多还有一个技术指标：容量。容量的大小常用mA·h （毫安·时）表示。电池的容量越大，产生的电能越多，使用的时间越长。例如，某电池的标称容量为1 200 mA·h，表示它能够以1 2 mA的电流放电100 h，或以6 mA的电流放电200 h。 下图所示为某品牌的手机电池，你能找到它的标称容量吗？ 二、全电路欧姆定律 只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路，电路中才有电流，如下图所示。用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路。 外电路的电阻叫作外电阻，用R表示，内电路的电阻叫作内阻（简称内阻），用Ri表示。内阻是我们研究全电路时必须要考虑的因素。 在外电路中，电流由电势高处向电势低处流动，在外电阻上沿电流方向有电势降落U外；在内阻上也有电势降落U内。 设闭合电路中的电流为I，外电阻为R，内阻为Ri，由部分电路欧姆定律可知，U外＝IR，U内＝IRi。因此E＝IR＋IRi所以 全电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。这个规律叫作全电路欧姆定律。 外电路两端的电压U外，通常叫作端电压，常用U表示，它是电源加在负载（用电器）上的实际电压。 在电源内部，由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势E。理论分析表明，在闭合电路中，电源内部电势升高的数值E等于电路中电势降落的数值，即电源的电动势E 等于U外和U内之和：E＝U外＋U内 实验表明：当外电阻增大时，电流减小，端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，端电压减小。 这是因为：当外电阻 R 增大时，电路中的电流 I 减小，内阻上的电压IRi也减小，因为端电压U = E－IRi，所以U增大，即端电压随外电路电阻的增大而增大；当外电阻R 减小时，电路中的电流I增大，内阻上的电压IRi也增大，由U = E－IRi可知端电压减小，即端电压随外电路电阻的减小而减小。 汽车蓄电池组的简化供电电路如右图所示。 只打开车灯时，车灯正常发光。当汽车启动发动机时，启动电动机的电路接通。由于启动电动机和车灯是并联的，因此，外电阻减小，使得外电路的端电压减小，导致车灯变暗。汽车发动以后，启动电动机停止工作，外电阻恢复原大小，端电压回升，车灯便恢复正常亮度。 当电路断开时，如右图所示，外电阻R变为无限大，这种情况称为断路。断路时，电流I＝0，IRi也变为零，端电压U就等于电源的电动势E。我们可把电压表直接接在电源两极来测量电源的电动势。由于电压表的电阻很大，电路中的电流I很小，IRi也很小，所以，电压表此时所测得的端电压U可认为等于电源的电动势E 。 [例题1] 已知电源电动势E = 1.5 V，内阻Ri = 0.20 V，外电阻R = 2.8 Ω。求：电路中的电流和端电压各是多少？ 分析 由题目给出的已知条件，电源电动势E、内阻Ri和外电阻R均已知，利用全电路欧姆定律可求出电路中的电流，利用公式 U = IR或 U = E－IRi可求出端电压。解 根据全电路欧姆定律，电路中的电流为端电压为U = E－IRi =（1.5－0.50×0.20 ）V = 1.4 V [例题2] 在右图中，R1 = 8.0 Ω，R2 = 5.0 Ω。当单刀双掷开关S扳到位置1时，测得电流I1 = 0.20 A；当S扳到位置2时，测得电流I2 = 0.30 A。求：电源电动势E和内阻Ri各是多少？ 分析 本题要求两个未知量，必须列两个方程式，而题目中恰好给出两个电路，其共同点是电动势E、内阻Ri不变。我们可根据全电路欧姆定律，利用两个电路的数据，列出两个方程求解。代入数据，得E＝I1 R1 + I1 Ri解 根据全电路欧姆定律，得E＝I2 R2 + I2 RiE＝0.20×8.0 + 0.20RiE＝0.30×5.0 + 0.30Ri解方程，得Ri＝1.0 ΩE＝1.8 V练习4-4 1．电源的电动势E＝1.5 V，内阻Ri＝0.10 Ω，外电路的电阻R＝1.4 Ω。求电路中的电流I和端电压U各是多少？ 答案：1 A；1.4 V。 答案： 1 Ω 。 2．在右图中，R＝9.0 Ω，当开关S打开时，电压表的示数是2.0 V，合上开关S时，电压表的示数是1.8 V，求电源的内阻是多少？ 答案： 2.0 V ；0.1 Ω 。 3.在右图中，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表和电压表的示数分别是I1＝0.20 A，U1＝1.98 V；改变滑片的位置后，两表的读数分别是I2＝0.40 A，U2＝1.96 V。求电池的电动势和内阻各是多少？