12.2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

人教版物理必修三 第十二章 电能 能量守恒定律 第二节 闭合电路欧姆定律2 复习回顾：闭合电路欧姆定律 由IEt=I2Rt+I2rt可得： E=IR+Ir 外电路 内电路 E=U外+U内 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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律. 适用范围：外电路为纯电阻的电路. 由E=IR+Ir可得： 适用范围：外电路为非纯电阻的电路. 即：电源电动势等于内外电路电势降落之和。 五、路端电压与负载的关系 U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。 U内=Ir是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。 U外=I R外= E R外+r • R外 = E 1+ r R外 S R E r 1.当R外增大时， U外也随之增大 2.当外电路断开时, R外=∞, U外=E 在电源末接入电路的情况下（外电路开路），用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小. 3.当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情况下不允许外电路短路。 4、路端电压随电流变化的U-I图像 ①图线与纵坐标交点表示电路断开情况， 交点的纵坐标为电源电动势E. ②图线与横坐标交点表示外电路短路情况， 交点横坐标为短路电流I短=E/r. ③图线斜率(tan)的绝对值表示电源的内电阻r=△U/△I. U = E-Ir 知:U是I 的一次函数 若U－I图像纵轴的取值不是从0开始，纵轴上的截距仍然表示电源的电动势E，图线斜率的绝对值仍然表示电源的内阻，但横轴截距不表示短路电流。 六、电源的三个功率以及关系 1.电源的总功率：P总=IE 2.内阻热功率：P内=I2r 3.输出功率：P出=P- P内=IE- I2r =I U外= I2 R外 当外电阻为纯电阻电路时： 当R外=r时,P出最大，且最大值为: 输出功率--R关系图象 七、电源效率与电阻的关系: 由上可知,R增大时电源效率提高。 当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。 特别提醒 (1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%. (2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻． 八、闭合电路的U-I图象 1.右图中a为闭合电路的U-I图象；b为部分电路(外电阻)的 U-I图象。 2.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流。 3.a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小。 4.图中虚线矩形的面积表示接入该电 阻时的输出功率。 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。 U o I E U0 M（I0,U0） β α b a N I0 Im 已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig＝10 mA，电流表内阻Rg＝7.5 Ω。 (1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？ 九、欧姆表的原理 (2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？ RΩ称为中值电阻 (3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？ (4)通过以上计算，你有何发现？ Rx与Ix一一对应，若把电流表的电流刻度都按 Rx＝1.5/Ix－150(Ω)的规律转换成电阻刻度， 就可制成一个能直接测量电阻的仪器。 九、欧姆表的原理 2.设计出改装的原理图 r A B E R0 1.利用电流表测量电阻的原理是什么？ （欧姆表） 3.欧姆表盘的刻度是均匀的吗？ 由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反。 4.黑表笔接内部电源正极，红表笔接内部电源负极. RΩ=Rg+R0+r Rx=(E/I)-RΩ 5.欧姆表的刻度特点 (1) 零刻度在右边，左边为无限大。 (2)刻度不均匀,左密右疏。 (3) 中间刻度比较均匀，故当指针指在表盘中间刻度附近时，测量结果比较准确。 6.多用电表的内部结构 6 B 1 A G 2 3 4 5 A S E1 E2 练习1.欧姆表的测量原理是 ，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻 Rx＝0时，调节调零电阻R1，使电流表指针达 到满偏，有I＝Ig＝ = ， 这一过程叫 。满偏电流Ig处可标电 阻大小为 。 闭合电路欧姆定律 E/(Rg+R1+r)