第二章 简单直流电路资料

课 题

课型

新课

2

2－1闭合电路的欧姆定律

授课时数 教学目标

教学重点

教学难点

1．理解电动势、端电压的概念。 2．熟练掌握闭合电路的欧姆定律。

3．掌握电源输出功率与外电阻的关系。 1．闭合电路的欧姆定律。

2．电源输出功率与外电阻的关系。 闭合电路的欧姆定律。

第一节 闭合电路的欧姆定律

一、电动势

1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。 2．单位：伏特（V）

注意点：

(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。

(2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。 二、闭合电路的欧姆定律 1．复习部分电路的欧姆定律

I???

2．闭合电路欧姆定律的推导 (1) 电路

U R(2) 推导

设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功W???E?q???E?I?t，电流通过R和R0时电能转化为热能

Q???I2?R?t???I2?R0?t

因为

W???Q

所以

E?I?t???I2?R?t???I2?R0?t

E???I?R???I?R0或I???

(3）闭合电路欧姆定律

E

R?R0闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压）

U???I?R???E???I?R0

内电路上的电压降

U????I?R0

电动势等于内、外电路压降之和

E???I?R???I?R0???U???U?

例1：如上图，若电动势E???24?V，内阻R0???4??，负载电阻R???20??，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。

（1） I??E/ (R0??R)=24/24=1A （2） U=E－I R0=24－1×4＝20V （3） U负=U＝20V （4） U?= I R0=1×4＝4V

例2：电源电动势为1.5?V，内电阻为0.12??，外电路电阻为1.38??，求电路中的电流和端电压。

I??E/ (R0??R)=1.5/(0.12+1.38)=1A U=E－I R0=1.5－1×0.12＝1.38V

例3：电动势为3.6?V的电源，与8?? 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2?V，求电源的内电阻。

I＝U/R＝3.2/8＝0.4A

R0＝(E?－U)/I＝(3.6-3.2)/0.4＝1?

三、端电压

1．电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。

证明：I???

E

R?R0当R增加时，（R???R0）增加，电流I减小，U???E???I?R0?增加；同理可证，当R减小时，U也减小。 2．两种特例：

（1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。

I???0

U???E???I?R0???E

即

U???E

应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势 （2）当外电路短路时，R趋近于零，I???

E趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会

R?R0烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。

应用：测量电动势和电源内阻。 例4：例1

例5：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。

四、电源向负载输出的功率

1．P电源???I?E；P负载???I?U；P内阻???I 2?R0；U???E?????R0 同乘以I?，得

U?I???I?E???I2?R0 I?E???I?U???I2?R0 P电源???P负载???P内阻

在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R???R0时，

E2Pmax ???

4R0这时称负载与电源匹配。

2．电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线

3．注意：当R???RO时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。

练习 P-36 习题 1．是非题(1)、(2)。 2．选择题(1)、(2)。

小结 1．电源电动势的大小和方向。

2．闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。

3．端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。 4．电源输出功率最大的条件，这时的输出效率。

布置作业 P-37 习题

3．填充题（1）、（2）。 4．问答与计算题（1）、（2）。

课 题

课型

新课

1

掌握串、并联电池组的特点。

2－2电池组

授课时数 教学目标 教学重点 教学难点

串、并联电池组电动势、内阻的计算。 混联电池组的计算。

课前复习：

1．闭合电路欧姆定律的内容和表达式。 2．端电压随外电阻的变化规律。 3．电源输出最大功率的条件。

第二节 电池组

一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势，输出的电流有一个最大限度，超出这个极限，电源就要损坏。对于要求较高电压或较大电流的场合，就要用到多个电池的串联和并联及混联。

一、电池的串联

1．当负载需要较高电压时，可使用串联电池组供电。设串联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则：

E串???n?E r串???n?R0

2．特点：

(1) 电动势等于单个电池电动势之和。 (2) 内阻等于单个电池内电阻之和。

3．注：用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。

二、电池的并联

1．当负载需要较大电流时，可使用并联电池组供电。设并联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则

E并???E；R0并???

2．特点：

(1) 电动势等于单个电池的电动势。

R0 n