2018年高中物理第2章恒定电流2.7闭合电路欧姆定律课件新人教版选修3_1
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【闭合电路欧姆定律】是高中物理中恒定电流章节的重要内容,主要阐述了电路中电流、电压、电阻之间的关系。本知识点适用于新人教版选修3_1的高中物理教学。 一、电路构成 电路分为外电路和内电路两部分。外电路是指电源外部的电路,其电阻称为外电阻;内电路则是指电源内部的路径,其电阻称为内电阻。 二、电势变化 1. 外电路电势变化:电流在外电路中沿方向流动时,电势逐渐降低。 2. 内电路电势变化:在电源内部,电流经过内阻时,电势经历先升后降的过程,总体上电势降低。 三、能量转化 电源提供的电能W是非静电力做功的结果,等于电动势E乘以流过的电量It。合上开关后,化学能转化为电能,其中一部分在外电路转化为电热Q外=I^2Rt,另一部分在内电路转化为电热Q内=I^2rt。能量守恒表现为:W=Q外+Q内,即电源提供的电能等于外电路和内电路电热之和。 四、闭合电路的欧姆定律 定律指出,闭合电路中的电流I与电源电动势E成正比,与内外电阻之和R+r成反比,即I=E/(R+r)。这一关系只适用于外电路为纯电阻的情况。 五、路端电压与负载的关系 1. 路端电压是外电路两端的电压,即用电器实际工作的电压。 2. 当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;反之,外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。 3. 路端电压U等于电源电动势E减去内电压Ir,即U=E-Ir,且U≤E。 六、特殊情况 1. 外电路断路时,路端电压等于电源电动势,电流为零。 2. 外电路短路时,路端电压为零,电流最大,此时应避免短路,因为短路可能导致电路损坏。 七、电源输出功率与内损耗 1. 电源提供的电功率P=EI,外电路总功率P输出=UI,内电路损耗功率P内损=I^2r。 2. 输出功率最大时,外电阻等于电源内阻,此时电源效率最高。 八、闭合电路欧姆定律的应用 通过测量不同外电阻下的电流和电压,可以解出电源的电动势E和内阻r。 九、问题解决策略 解决电路问题时,应首先分析局部电阻变化如何影响总电流,然后根据路端电压与电流的关系推断电压变化,最后结合串并联电路特点进行判断。 闭合电路欧姆定律是理解和解决复杂电路问题的基础,它涉及电路中的能量转换、电压分布、电流的决定因素等核心概念,对于学习者来说是必备的知识点。
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