物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路欧姆定律（共23张ppt）

(共23张PPT)
12.2　闭合电路的欧姆定律
第十二章 电能　能量守恒定律
1.理解电动势的概念.
2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.
3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式.
学习目标
一、复习旧课
1、电源：能把电子从负极搬到正极的装置就是电源。（可类比如抽水机理解）
2、常见电源　　
（1）不可充电电池
（2）可充电电池　　
（3）大容量蓄电池
（4）太阳能电池
（5）发电机
　　机械能 → 电能
3、电路：
串联电路：电流处处相等；电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联电路：总电流等于各支路电流之和；总电压与各个支路电压相等。
（1）电功：W＝UIt ；（2）电功率：P＝UI ；
（3）焦耳定律：Q＝I2Rt ；（4）热功率：P＝I2R 。
4、电功、电功率计算公式：
下图中五个小灯泡的规格相同，两个电路中的电池也相同。 多个并联的小灯泡的亮度总比单独一个小灯泡暗。为付么会出现这种现象， 如何解释呢
二、引入新课
②内电路:电源内部的电路叫内电路。
电源内部也有电阻，简称内阻r。
E
S
R
r
外电路
内电路
三、讲授新课
（一）电路与电源：
由导线、电源、用电器连结而成的电路。
①外电路:电源外部的用电器和导线等构成电路叫外电路。
1、闭合电路
2、电源的作用
（2）作用：保持两极板间有______
（1）定义：通过 ____________ 做功把其它形式的能转化为电能的装置。
（3）如图，电源外部，负电荷沿着导线从电源负极移向正极。电源内部，存在着由正极指向负极的电场，但负电荷是从正极移向负极，那么必然存在与静电力方向相反的力作用于电荷，这种力叫作非静电力。
（4）电源是通过非静电力做功把其他形式
的能转化为电势能的装置。
非静电力
电压
（5）电源能源源不断的把电子从正极搬运到负极，从而能保持导体两端的电势差(电压), 使得电路中有持续的电流
化学电池
电势能
化学能
非静电力化学作用
发电机
电势能
机械能
非静电力电磁作用
3、电源的内部结构
（1）电动势（E）：表示电源的非静电力做功增加电荷电势能的特性。
（2）公式：
（数值上等于非静电力把1C的负电荷在电源内部从正极移动到负极所做的功）
（3）单位：伏特（V）；1V=1J/C
（4）注意：电动势为标量；
电动势由电源中非静电力的特性决定，与外电路、电池体积无关。
4、电动势
不同的电源转换电势能的能力不同，那么如何描述电源这一本领呢？我们用单位质量的水增加的重力势能的多少，来描述水泵的抽水本领的差异，那么电源转化电势能的本领用类似的方法来描述？
电路 玩滑梯
外电路 滑梯
电池内部 升降机
电场力对正电荷做
电势能
重力对人做 重力势能
非静电力对正电荷做
克服
电势能
拉力对人做
克服
重力势能
正功
减小
正功
重力
增加
正功
减小
正功
增加
电场力
（二）闭合电路的能量分析
1、类比分析理解
2、闭合电路的能量分析
如图所示，电源电动势为 E ，电源内阻为 r ，外电路电阻为 R ，闭合电路的电流为 I ，若通电时间为 t ：
　　非静电力做功：W＝Eq＝EIt ；
　　电路电流做功产生的内能：
　　外电路：Q外＝I2Rt
　　内电路：Q内＝I2rt
　　根据能量守恒定律：W＝Q外＋Q内
　　则有：EIt＝I2Rt＋I2rt
E
R
S
r
I
1、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．
（三）闭合电路欧姆定律
E＝U外＋Ir
2、表达式:
3、推导式:
E＝U外＋U内
E＝IR＋Ir
U外＝E－Ir
只适用于外电路为纯电阻的闭合回路
既适用于外电路为纯电阻电路也适用于非纯电阻电路
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.
内外电压与电动势的关系
内
外
电
压
测
量
(3)电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量.
单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)
（1)电源的电动势.
手机待机时间长短和哪个参数有关
4、电源的重要参数
(2)电源的内阻:电源内部导体的电阻.
5、路端电压与负载的关系：
U=E－Ir
对于确定的电源来说，电动势E 和内阻r是一定的,通过电流I的变化，来判断U 的变化。
根据闭合电路的欧姆定E=U外 +U内，若将U外 记为路端电压U，考虑到有U内 =Ir，则：
①外电路断路时：
E、r
A
V
当外电路断开时，电路电流 I 为零，由图像可以看出，U＝E 。即断路时，路端电压等于电源电动势；
a、 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
B、 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
②外电路短路时：
　　当电源两端短路时，外电阻 R＝0 。由闭合电路的欧姆定律可知，I＝；
　　通常情况下电源的内阻 r一般都很小，短路时电流会很大。电流过大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。
如果在这连个电压表，它的示数是多大呢？
它测的是外电阻的电压：
U外=IR
=0.5×11=5.5V
它也可以看成测量电源两端的电压：
路端电压U=5.5V
例1，如图所示的电路，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，
外电路电阻R=11Ω，电路中的总电流是多少呢？
解析
例2．电源的电动势为 4.5 V、外电阻为 4.0 Ω 时，路端电压为 4.0 V 。如果在外电路并联一个 6.0 Ω 的电阻，路端电压是多少？如果 6.0 Ω 的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？
答：当外电阻为 4.0 Ω 时，电流 I＝＝1.0 A 。
再由闭合电路的欧姆定律 E＝I(R＋r) ，可得 r＝0.5 Ω 。
（1）当在外电路并联一个 6.0 Ω的电阻时，R并＝＝2.4 Ω，
电路的总电流为 I′＝＝1.55 A，路端电压为 U′外＝I′R并＝3.72 V 。
（2）当外电路串联一个 6.0 Ω 的电阻时，R串＝10 Ω ，
电路电流为 I″＝＝0.43 A ，
路端电压为 U″外＝I″R串＝4.3 V 。