内容正文:
主题五 直流电及其应用
第二节 全电路欧姆定律
r
E
R
s
【问题引入】
电源里的能量如何转化?
+
+
-
电场力
非静电力
电场力做正功
电势能减少
电势能转化为
其他形式能量
非静电力做正功
电势能增加
其他形式能量
转化为电势能
一、电源
在电池中,非静电力使化学能转化为电势能;在发电机中,非静电力使机械能转化为电势能;
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置
二、电源电动势
1.定义:数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
2.定义式:
W:非静电力做的功 q :电荷量
3.单位: 伏特(V) 1 V=1 J/C
4.标量
5.物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量。
6.特点:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关, 也跟外电路无关。
三、全电路欧姆定律
外电路:
电源外部的电路(用电器和导线构成).
内电路
外电路
用导线把电源、用电器连成闭合电路.
r
E
R
s
1.全电路的结构:
内电路:
电源内部的电路.
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。
2.公式:
2.全电路欧姆定律
说明:
⑴ 是外电路上总的电势降落,习惯上叫路端电压。
⑵ 是内电路上的电势降落,习惯上叫内电压。
(适用范围:纯电阻电路)
四、端电压跟负载的关系
【探究结论】
R增大,电流减小,路端电压增大
R减小,电流增大,路端电压减小
由路端电压:
四、端电压跟负载的关系
四、端电压跟负载的关系
A
B
A
B
(1)外电路断路时
(2)外电路短路时
断路(R→∞ I=0)
短路(R=0)
两种特殊情况
例1.铅蓄电池的电动势为2V,这表示( )
A.不管接怎样的外电路,蓄电池两极间的电压也恒为2 V
B.蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能
C.电路中每通过1 C电量,电源把2 J的化学能转化为电能
D.电路中通过相同的电荷量时,蓄电池比1节干电池非静电力做的功多
CD
例2.利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻.当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表和电压表的示数分别为0.20A和2.90V.改变滑片的位置后,两表的示数分别为0.40A和2.80V.这个电源的电动势和内电阻各是多大?
【答案】E=3.00V,r=0.50Ω
五、课堂练习
1.电路如图所示,R1=1Ω,R2=4Ω,开关S分别接1、2时,电源的输出功率均为P0=4W。求电源的电动势E和内阻r。
【答案】E=6V,r=2Ω
五、课堂练习
2.如图所示的电路中,A是电容器两极板之间的一点,在A点有一个带负电荷的质点,质点在重力和电场力的共同作用下处于静止状态,当滑动变阻器的阻值减小时,带电质点的运动情况是( )
A.加速向上
B.加速下降
C.保持静止
D.匀速向上
A
$$