12.2.2 闭合电路的欧姆定律（共20张ppt）

(共20张PPT)
电源、小灯泡的规格都相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？
想一想
§12.2 闭合电路的欧姆定律
（第二课时）
本节学习目标：
1、理解闭合电路的欧姆定律。
2、知道路端电压与负载的关系，了解这种关系的公式表达，并能用来分析解决有关问题（难点）
3、掌握电源短路和断路两种特殊情况的特点，知道U-I曲线在两坐标轴截距的物理意义（重点）
一
闭合电路
用导线把电源、用电器连成的一个完整的电路。
闭合电路：
电源外部的电路叫外电路 。
包括用电器、开关导线等。
外电路：
电源内部的电路叫内电路。
如发电机的线圈、电池的溶液等。
内电路：
r
E
R
S
A B
外电路
内电路
1、基本概念
闭合电路=外电路+内电路
设电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯电阻为R，闭合电路的电流为I。
1、在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？
r
E
R
K
内电路
外电路
静电力做正功，电势能转化为内能。
W外=UIt=I2Rt （纯电阻）
2、当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？
静电力做正功，电势能转化为内能W内= Q内=I2rt
3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？
非静电力做正功，把化学能转化为电势能。W非=Eq=EIt
二
闭合电路欧姆定律
同桌讨论（限时3min）
理论推导
EIt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
I =
E
R+r
(闭合电路欧姆定律)
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．
二
闭合电路欧姆定律
4、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？
=W外+W内
即
=I2Rt+I2rt
二
闭合电路欧姆定律
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．
1、内容:
2、表达式:
3、推导式:
E＝IR＋Ir
只适用于外电路为纯电阻的闭合回路
说明：
1、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.
2、 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.
例：在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压.
解：由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为
路端电压
R
S
E
r
反馈练习
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
1.理论根据：
（1）闭合电路欧姆定律
3.结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
2.逻辑推理：
三
路端电压跟负载R(电路中消耗电能的元件)的关系
在如图所示的电路中，闭合开关S，将外电路的滑动变阻器R向左移动(增大R)，观察电压表的示数将会做什么变化？
E、r
s
R
A
V
若R向右移动呢？
物理来自生活
1、为什么晚上7、8点钟的时候家里面的灯看起来很昏暗，而夜深人静时又变亮了呢？
s1
s2
L1
L2
L3
s3
小组讨论（6min）
2、视频中电源、小灯泡的规格都相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？
解释：当多个灯泡并联时，外电阻R减小，由 可知，总电流I增大，由 知，路端电压U减小，灯泡两端电压减小，所以变暗。
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
原因是：
为何新旧电池不能混用？
解释：电池用久后，里面的物质由于电化学反应发生变化，导致内电阻变大，内电阻分压增大，输出的电压就减小。
4.两种特例：
R=0
I=E/r
U内=E
U外=0
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
（1）短路
（2）断路
R=∞
I=0
U内=0
U外=E
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
5.结论：当外电路短路时，电路中的电流I短=E/r，內电压等于电动势；当外电路断路时，路端电压等于电动势。
小试牛刀
如图所示为某一电源的U-I图像，由图可知（ ）
A.电源电动势为2V
B.电源内阻为3Ω
C.电源的短路电流为8A
D.当电流为4A时.路端电压为1V
ACD
U/V
2
0
6
8
4
1
2
I/A
路端电压U 随电流I 变化的图像
图像的物理意义：
（1）在纵轴上的截距：表示电源的电动势 E
（2）在横轴上的截距：表示电源的短路电流
（条件：坐标原点均从0开始）
（3）图像斜率的绝对值：表示电源的内阻。
I
O
U
I
断路
短路
四
路端电压与电流的关系
本节小结
1、闭合电路的概念
2、闭合电路的欧姆定律内容及其表达式
内容：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．
表达式：
3、路端电压与负载的关系
路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
4、路端电压与电流的关系 （短路和断路两种特殊情况）
关系图像及其物理意义（横、纵坐标截距、斜率）
1、如图所示，闭合开关K后，将滑动变阻器滑片P向左移动，电压表和电流表的示数变化情况分别是（ ）
A、变大，变小 B、变小，不变
C、变小，变大 D、不变，变大
C
2.如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I曲线，则该电源的电动势大小为（ ）
A.3V B.6V
C.9V D.12V
U/V
3
0
9
12
6
3
6
I/A
B
AD
3.(多选)如图是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是(　　)
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时的外电阻是18Ω
4.一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
纵坐标为电源的电动势
横坐标为短路电流
图线斜率的绝对值为内电阻
解：(1)由题图所示U－I图线知：电源电动势E＝4 V，短路电流I短＝4 A．
故内阻r＝ ＝1 Ω.
(2)由图象知：电源与电阻串联电流I＝1 A，此时对应路端电压U＝3 V.