物理人教版（2019）必修第三册12.2 闭合电路欧姆定律（共19张ppt）

(共19张PPT)
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 闭合电路欧姆定律
闭合电路的组成：
外电路
内电路
内电路
S
R
+
—
R
S
+
—
r
E
内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻
如图所示，在外电路，正电荷由电源正极流向负极．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极．那么，电源的这种能力是怎么来的呢？
思考:
水泵增加水的重力势能
电源增加电荷的电势能
水泵抽水靠的是非重力
电源移动电荷靠的是非静电力
怎样描述电源把其他形式的能转化为电能本领的大小？
问题
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
干电池：
蓄电池：
蓄电池比干电池把其它形式的能转化为电能的本领强。
（类比引入速度来描述物体运动的快慢一样）
假设电源把电量为1C的正电荷从负极搬运到正极
电动势
1.定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
2.定义式：
（W：非静电力做的功 q：电荷量）
3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
标量
4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。
5.特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。
电动势：反映电源把其它形式能转化为电能的本领。
电压： 反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质， 电势差表征电场的性质。
3.电动势与电压的区别
（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，这个结论叫做闭合电路的欧姆律。
（2）公式：
①式只适用于外电路是纯电阻的电路。
②式适用于一切电路。
（3）适用条件：
② E = U外+ U内
①
二、闭合电路的欧姆定律及其能量分析
外电路两端的电压叫做路端电压。路端电压是用电器（负载）的实际工作电压。路端电压与负载有怎样的关系呢？
A
V
E = U外+ U内
U内=Ir
U = E - I r
用U = E - I r 来分析路端电压随着外电阻的变化：
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。
R ↑
→ I
↓
→ Ir
↓
→U
↑
R ↓
→I
↑
→ Ir
↑
→U
↓
思考
请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系的函数图像。
根据U-I图像，当外电路断开时，路端电压是多少？
当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？
U
I
O
E
E/r
U=E-Ir
思考
1.路端电压
（1）定义：外电路两端的电压叫路端电压．
（2）公式：
U=E-Ir
2、路端电压U随电流I变化的图像．
（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
（3）图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害.
U
I
O
E
I短
θ
三、路端电压跟负载的关系（小结）
例1 如图所示的电路中，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.6 Ω，电阻R1＝3 Ω，电阻R2＝4 Ω，电阻R3＝6 Ω.电压表为理想电表，闭合开关S，求：
(1)通过电源的电流大小；
(2)电源的内电压和电压表的示数.
针对训练1　如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V，8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V.求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻.
例2　(多选)如图所示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18 Ω
√
√
例3　如图1示，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，电表示数的变化情况是
A.V1示数减小，V2示数增大，A示数增大
B.V1示数增大，V2示数减小，A示数增大
C.V1示数增大，V2示数增大，A示数减小
D.V1示数减小，V2示数减小，A示数减小
√
针对训练3　如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是
A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
√
例4 如图所示，电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)变阻器接入电路的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？
(2)变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？
针对训练4　将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图5所示，下列说法正确的是
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻为5 Ω
C.电源的电动势为45 V
D.电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%
√
2、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值.
一、电动势
3、公式：
4、单位：伏(V)
1、物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.
小结
三、路端电压跟负载的关系：
2.函数关系：U=E-Ir
1.规律：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大。
纵轴上的截距表示电动势E。
横轴上的截距表示短路电流I=E/r.
该图像斜率的绝对值为内阻r。
3.U-I图像意义：
U
I
E
O