高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律多媒体教学ppt课件
展开导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡,导线中会产生一个瞬时电流。
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置。
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。
电源是通过什么力做功实现这个功能的?
(1)外电路中自由电荷在静电力的作用下移动,静电力做正功,正电荷从正极流向负极,使得电势能逐渐减少,而减少的这部分电势能转化为其他形式的能。
(2)在电源内部自由电荷在非静电力的作用下移动,非静电力也做正功,把正电荷从负极搬运到正极,从而将其他形式的能转化为电势能,使得电势能逐渐增加。
(1)保持两极间有电压
(2)通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置
(2)单位:V
(3)电动势与外电路无关,由电源本身特性决定的。在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电势差
同种类型不同型号电源电动势相同,不同类型的电源电动势不同
(4)电动势的物理意义:表征电源把其它形式的能转化为电能的本领的大小,等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。 (5)方向规定:电动势E是标量,一般规定其方向为电源内部电流的方向,由电源负极指向正极
由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路,电源内部是内电路。
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
2.在外电路中,电流方向由正极流向负极,由高电势流向低电势,沿电流方向电势降低。
3.在内电路中,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。内电路一方面,存在内阻,沿电流方向电势也降低;另一方面,沿电流方向存在电势“跃升”。
(1)内容: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。
1.电源电动势等于内、外电路电势降落之和。
2.闭合电路的欧姆定律
(适用于外电路为纯电阻的闭合电路)
三、路端电路与负载的关系
对某一给定的闭合电路来说,电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变,变化情况如下:
1.路端电路与电压的关系
2.路端电路与电流的关系
(1)图象的函数表达
②在横轴上的截距表示电源短路电流
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻
内阻越大,图线倾斜得越厉害
电源内部非静电力做正功,其他形式的能转化为电势能
外电路静电力做正功,电势能转化为其他形式的能
闭合电路中内、外电路电流相等
(1)几种功率及相互关系
电源的输出功率随外电阻的变化关系如图2所示①当R=r时,P出max=
②一个输出功率(除最大功率外)P对应于两个不同的外电阻R1和R2,且
例2.如图3所示,已知电源的内阻r=2Ω,定值电阻R1=0.5Ω,求:(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?(2)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,电源的输出功率最大?(3)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,变阻器消耗的功率最大? 解析:将电阻R1等效到电源内部,此时电源的输出功率就等于变阻器R2消耗的功率,等效电源的输出功率最大时,变阻器消耗的功率也最大.即R2=R1+r=0.5Ω+2Ω=2.5Ω时,变阻器消耗的功率最大.点评:由R=r时电源输出功率最大的理论处理上述问题时,可将某定值电阻充当电源的内阻来处理.
(1)串反:当局部电阻Rx变化时,与Rx串联(间接串联)的电阻的电流、电压、功率与Rx的变化情况相反。(2)并同:当局部电阻Rx变化时,与Rx并联(间接并联)的电阻的电流、电压、功率与Rx的变化情况相同。以上两种情况简称为“串反并同”。
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