12.2.2 闭合电路欧姆定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律 第2节 闭合电路的欧姆定律-2 观察视频中小灯泡的亮暗情况，并试着解释其原因。 读屏。电源内非静电做功增加的的电势能和外电路用电器消耗的电势能相等吗？有同学想到内电路也有能量的消耗，这是为什么呢？ 思考： 1. 小灯泡两端的电压与路端电压 U外有何关系？ 2.小灯泡并联的越多，负载电阻 （外电路总电阻）越大还是越小？ 3. 请根据闭合电路的欧姆定律 U外 = E - I r 解释小灯泡并联的越多，小灯泡 越暗的原因 一、路端电压与负载的关系 结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小） ★两个特例： ②外电路短路时 ①外电路断路时 R→∞， I = 0， U外 = E R = 0， I = E/r， U外 = 0 ②在横轴上的截距表示电源的短路电流 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。 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E 2. 图象的物理意义 路端电压U 随电流I 变化的图象 E U I O I短 θ 断路 短路 1. 图象的函数表达式 一、路端电压与负载的关系 【例1】(多选)如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（ ACD ） A．电源的电动势为50 V B．电源的内阻为 C．电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 Ω D．输出功率为120 W时，输出电压是30 V 【例2】(多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示，下列结论正确的是 (　AD　) A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω 由于闭合电路中内、外电路的电流相等 1．电源提供的总功率（电源功率）：P总=EI 2．电源的输出功率（外电路得到的功率）P外=U外I 3．电源内阻上的热功率 P内=U内I =I2r （外电路可以是任何电路） 二、闭合电路中的功率 O R P出 Pm r 4. 外电路为纯电阻电路时，电源的输出功率 (外电路功率)与外电阻R的关系： 电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。 结论：电源的效率随外电阻的增大而增大 5. 电源的工作效率 对纯电阻电路，电源的效率为： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【例3】如图所示，已知电源电动势E=5V，内阻r =2Ω，定值电阻R1=0.5 Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0~8Ω。 ①当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大输出功率是多少？ ②当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻 R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ ③当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ 思考：若电阻R1=8Ω，各结果又是怎样？ 1.5Ω； 3.125W 当R2 = 0时I最大，P1max = 2W 2.5W （1）0Ω；2W （2）0Ω；2W （3）8Ω；0.63W 2.5Ω； 课堂小结 一、路端电压与负载的关系 U外 = E - I r 二、闭合电路中的功率 1. 电源提供的总功率（电源功率）：P总=EI 2. 电源的输出功率（外电路得到的功率）P外=U外I 3. 电源内阻上的热功率 P内=U内I =I2r 4. 电源的输出功率 ( r =R时，P出最大 ) 5. 电源的工作效率 练习1. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( 　A 　) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 练习2. 在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则( D ) A．R的阻值变大 B．路端电压不变 C．干路电流减小 D．路端电压和干路电流的比值减小 Ω $$