全电路欧姆定律课件.ppt

答案：1 A；1.4 V。
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，求电源的内电 阻是多少？
答案： 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电阻各是多 少？
第四节 全电路欧姆定律一、电动势 二、全电路来自欧姆定律一、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？
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。
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 个规律叫做全电路欧姆定律。
外电路两端的电压U外，通常叫做端电压，常用U表示，它是电源加在负 载（用电器）上的实际电压。
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，内电阻上的电压 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，内电阻上的电压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。
分析 由题目给出的已知条件，电源电动势E、内电阻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
I E 1.5 A = 0.50 A R Ri 2.8 0.20
U = E－IRi =（1.5－0.50×0.20 ）V = 1.4 V
电势降落U外；在内电阻上也有电势降落U内。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
设闭合电路中的电流为I，外电阻为R，内电阻为Ri，由部分电路欧姆定律 可知，U外＝IR，U内＝IRi。因此
解 根据全电路欧姆定律，得
E＝I1 R1 + I1 Ri E＝I2 R2 + I2 Ri
代入数据，得 解方程，得
E＝0.20×8.0 + 0.20Ri E＝0.30×5.0 + 0.30Ri
Ri＝1.0 Ω E＝1.8 V
练习4-4
1．电源的电动势E＝1.5 V，内电阻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？
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，如下左图所示，外电阻R变为无限大，这种情况称为断路。
生活中使用的电池，大多还有一个技术指标：容量。容量的大小常用毫 安小时（mA·h）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 100h，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。
外电路的电阻叫做外电阻，用R表示，内电路的电阻叫做内电阻（简称
内阻），用Ri表示。内电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
答案： 2.0 V ；0.1 Ω 。
不接用电器时，电源两极间电压就等于电源的电动势，用符号E 表示，它 的SI单位是伏（V）。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。
目前常用的电池有以下几种：干电池、锌汞电池、铅蓄电池、锂电池、 太阳电池等。
[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、内电阻Ri不变。我们可根据全电路欧姆定律， 利用两个电路的数据，列出两个方程并求解。
断路时，电流I＝0，IRi也变为零，端电压就等于电源的电动势。因此，可把 电压表接在电源两极来近似测量电源的电动势。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，电压表所指示的端电压非常接近于电源 的电动势。
当外电路如上右图所示连接时，外电阻等于零，这种情况叫做短路。短
路时，电流很大，
I短
E Ri
，端电压等于零。一般来说，电源的内电阻都
很小。例如，铅蓄电池的内电阻只有0.005～0.1 Ω，因此短路时电流很大，会
毁坏蓄电池的极板。大功率发电机的供电电路，由于电动势很大，短路时的电
流会达到很大数值，可能烧毁发电机。所以，不允许将一根导线或电流表直接
接在电源两极上。
[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？