1、电电 源源闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律9.5 9.5 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律电源电动势电源电动势路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系 水电站的发电机将水的机械能转换为电能，干电池和水电站的发电机将水的机械能转换为电能，干电池和蓄电池将化学能转换为电能。发电机、干电池、蓄电池等蓄电池将化学能转换为电能。发电机、干电池、蓄电池等被称为被称为电源电源。有了电源，才能使电路中的电流像有源之水。有了电源，才能使电路中的电流像有源之水一样的连续流动，维持用电器的正常工作。一样的连续流动，维持用电器的正常工作。一、电一、电 源源干电池干电池蓄电池蓄电池新型电池新型电池+F非非RII 电源的
2、工作原理电源的工作原理 要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差，就必须要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差，就必须有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送到正有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送到正极极,这种力一定不是静电力这种力一定不是静电力,我们把这种力称为我们把这种力称为非静电力非静电力。水水流流地势高地势高地势低地势低水轮机水轮机（负载负载）水水泵泵ABC 电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的工作过程类似于如图所示的抽水机的工作过程。电源的作用电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能，在电源的两极产生并
3、维持一个恒定的电势差（电为电能，在电源的两极产生并维持一个恒定的电势差（电压），从而在电路中形成恒定的电流。压），从而在电路中形成恒定的电流。电电源源电电动动势势的的大大小小由由电电源源本本身身的的性性质质所所决决定定的的，与与其其是是否否接接入入电电路路以以及及电电路路的的构构成成无无关关。电电动动势势值值可可以以近近似似地地用用电电压压表表测测出出。电电动动势势越越大大，表表明明电电源源把把其其他他形形式式的能转化为电能的本能越大。的能转化为电能的本能越大。国际单位：国际单位：伏伏（V）二、电源电动势二、电源电动势 为了描述不同类型电源两极间的电压不同，物理学为了描述不同类型电源两极间的电
4、压不同，物理学中引入电动势的概念。中引入电动势的概念。电电源源电电动动势势的的大大小小等等于于没没有有接接入入电电路路时时电电源源两两极极间间的电压。的电压。三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律 外电路上的电压外电路上的电压U 称为称为端电压端电压，内电路的电压内电路的电压U 称为称为内电压内电压。实验表明：在电源接入外电路实验表明：在电源接入外电路时，电源电动势的大小等于端电压时，电源电动势的大小等于端电压和内电压之和。和内电压之和。在在如如图图所所示示的的电电路路中中，电电源源两两极极以以外外的的部部分分称称之之为为外外电电路路。电电源源两两极极之之内内的的部部分分称称之之为为内内电电
5、路路。外外电电路路和和内内电电路路组组成成的的完完整整电电路路称称为为闭闭合合电电路路。内内电电路路对对电电流流的的阻阻碍碍作作用用内阻用用内阻r表示。表示。RVrEI 如如图图所所示示，闭闭合合电电键键 S，电电路路的的电电流流为为 I，端端电电压压为为U，内内电电压压为为U。实实验验表表明明，电电源源电电动动势势等等于于端端电电压压和和内内电电压之和，即压之和，即所以所以 闭闭合合电电路路中中的的电电流流跟跟电电源源的的电电动动势势成成正正比比，跟跟整整个个电电路的电阻成反比，这个规律叫做路的电阻成反比，这个规律叫做闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律。RVrEIS 在如图所示的电路中，当电路
6、接通，滑动片向右移动在如图所示的电路中，当电路接通，滑动片向右移动时，外电阻时，外电阻 R 增大，电压表的读数增大增大，电压表的读数增大,电流表读数减小电流表读数减小;当滑动当滑动片向左移动时，外电阻片向左移动时，外电阻 R 减小减小,电压表的读数减电压表的读数减小小,电流表读数增大。电流表读数增大。四、路端电压跟负载的关系四、路端电压跟负载的关系RrSEIAVP 结论：结论：端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。的减小而减小。（3）R （2）R ，（4）R 0，用闭合电路欧姆定律用闭合电路欧姆定律 E=U+I r 来分析路端电压随着来分
7、析路端电压随着外电阻的变化：外电阻的变化：（1 1）R I U UI=0，U=0，U=E 当外电路断开时，路端电压等于电源电动势。当外电路断开时，路端电压等于电源电动势。I U UU=0，此时的电流此时的电流 I 为为短路电流短路电流。U=E，路端电压随着外电阻的增大而增大。路端电压随着外电阻的增大而增大。路端电压随着外电阻的减小而减小。路端电压随着外电阻的减小而减小。解：解：根据全电路欧姆定律，可列出方程组根据全电路欧姆定律，可列出方程组 例例1 如如图图所所示示，R1=8.0 W W，R2=5.0 W W，当当单单刀刀双双掷掷开开关关 S 扳扳到到位位置置 1 时时，则则得得的的电电流流
8、I1=0.2 A；当当S 扳扳到到位位置置 2 时，测得电流时，测得电流 I 2=0.3 A。求电源电动势求电源电动势E 和内电阻和内电阻r。rSEAR1R212消去消去E，可得电源的内电阻为可得电源的内电阻为电源的电动势为电源的电动势为 讨论：讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。法。例例2 4盏盏“220 V，100 W”的的灯灯泡泡，并并联联后后接接在在电电动动势势为为220 V、内内阻阻为为 2 W W的的电电源源上上。（1）只只打打开开 1 盏盏灯灯时时，此此灯灯两两端端的的电电压压是是多多少少？（2）同同时时打打开开4 盏盏灯灯时
9、时，此此灯灯两两端端的电压又是多少？的电压又是多少？解解:（1）根根据据灯灯泡泡上上的的额额定定电电压压和和额额定定功功率率，计计算算出出灯泡的电阻为灯泡的电阻为 只打开只打开1盏灯时，外电阻盏灯时，外电阻R1=484 W W，电路中的电流为电路中的电流为 （2）同时打开同时打开4盏灯时，外电阻为盏灯时，外电阻为 电灯两端电压为电灯两端电压为 讨论：讨论：从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。阻就越小，端电压就越小。电灯两端的电压为电灯两端的电压为 1.已已知知电电路路中中的的电电源源电电动动势势是是1.5 V，内内电电阻阻是是
10、0.1 W W，外电路的电阻是外电路的电阻是1.4 W W。求电路中的电流求电路中的电流 I 和路端电压和路端电压U。解：解：根据全电路欧姆定律，电路中的电流为根据全电路欧姆定律，电路中的电流为 路端电压为路端电压为 练练 习习 解：解：根据全电路欧姆定律，列根据全电路欧姆定律，列方程得方程得 RrSEAV 2.如如图图所所示示，当当滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片在在某某一一位位置置时时，电电流流表表和和电电压压表表的的读读数数分分别别是是 I1=0.20 A，U1=1.98 V；改改变变滑滑片片的的位位置置后后，两两表表的的读读数数分分别别为为 I 2=0.40 A，U 2=1.96 V。求电源的电动势和内电阻。求电源的电动势和内电阻。解之得解之得
