物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路的欧姆定律（共33张ppt）

(共33张PPT)
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 闭合电路的欧姆定律
问题引入
图中小灯泡的规格都相同，只闭合其中一个开关时和闭合多个开关时相比，小灯泡的亮度相同吗？
学习目标
1.知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。
2.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。
3.理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。
4.能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。
5.了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。
S
E
内电路
外电路
闭合电路
由导线、电源和用电器连成的电路
R
电源有能力把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运至正极。
电源的这种能力是怎么来的呢？
思考与讨论：
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电源
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在电源内部。非静电力做功，增加电荷的电势能
电源
从能量转化角度看，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
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不同的电源
非静电力做功的本领不同，
使单位正电荷所增加的 电势能不同
电源
不同的电源，把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗 如何反映电源这种本领的差异呢？
一、电动势
阅读教材84页中间部分内容，掌握下面的问题
1.电动势的物理意义
2.电动势定义
3.电动势的表达式
4.电动势的单位
1.物理意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领。
一、电动势
2.定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。在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。
3.表达式
4.单位：伏特，符号V
小试身手
2.每节蓄电池的电动势为2V,它的物理意义是什么？
非静电力把1C的正电荷在干电池内从负极移送到正极所做的功是1.5J。
1.每节干电池的电动势为1.5V,它的物理意义是什么？
非静电力把1C的正电荷在蓄电池内从负极移送到正极所做的功是2J。
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
部分电路欧姆定律
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
在闭合电路中，电流I又与哪些因素有关呢？
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+
在外电路中，正电荷在静电力的作用下由正极移到负极，电流由正极流向负极。
思考1：闭合电路中的电流方向是怎样的呢？
在电源内部，非静电力把正电荷由负极移到正极，电流由负极流向正极。
正电荷在静电力的作用下从电势高的位置向电势低的位置移动。在外电路中，沿电流方向电势降低，电势能减少。
思考2：闭合电路中的电势及电势能的变化情况是怎样的？
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+
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+
通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，也叫内阻。电源可看作没有电阻的理想电源与电阻的串联。
I
电阻r的电势沿电流方向降低，电势能减少。
思考与讨论：
对于闭合电路来说，内、外电路都出现了电势能减少转化为其他形式能的过程。在电源内部，还存在其他的能量转化过程吗？
1.在时间t内，外电路中电流做了多少功？
r
E
R
S
2.在时间t内，电流通过内阻r产生的内能是多少？
3.在时间t内非静电力做多少功？
如图外电路有一金属导体R，电源为一节干电池，内阻为r，电动势为E，闭合开关后，电流为I。
闭合电路的能量分析1
以上各能量之间有什么关系？为什么？
能量守恒定律
W=Q外+Q内
E=IR+Ir
闭合电路欧姆定律
EIt
I2rt
I2Rt
= +
闭合电路的能量分析1
２.文字表述：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.表达式
闭合电路欧姆定律
E=IR+Ir
U外
U内
E= +
外电路总的电势降落，路端电压
内电路的电势降落，内电压
电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
闭合电路欧姆定律
r
E
R
S
如图外电路有一电阻为R的电动机，连接在内阻为r，电动势为E的电源上，闭合开关后，电流为I，外电路电压为U外。
E r
3.在时间t内非静电力做多少功？
2.在时间t内，电流通过内阻r产生的内能是多少？
以上各能量之间又有什么关系？为什么？
1.在时间t内，电流通过电动机所做的功是多少？
闭合电路的能量分析2
W=W外+Q内
E=U外+U内
能量守恒定律
闭合电路欧姆定律
EIt
U外It
U内It
= +
闭合电路的能量分析2
说一说
和 都是欧姆定律的表达
E=U外+U内
式，他们有什么区别？
说明了闭合电路中电流与哪些因
素有关，只适用于纯电阻电路
E=U外+U内
反映了闭合电路中电势的变化关
系，既适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路
如图所示, R1= 14Ω，R2= 9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为 I1= 0.2A；当开关S切换到位置2时电流表的示数为I2= 0.3A.求电源的电动势E和内阻r.
典例精析
1
2
E r
如果将左图中的电流表换成电压表，又该如何测量电源电动势和内阻呢？
课后拓展
1
2
E r
1
2
E r
解释“问题引入”
图中小灯泡的规格都相同，只闭合其中一个开关时和闭合多个开关时相比，小灯泡的亮度相同吗？
解释“问题引入”
分析交流
U
O
I
路端电压和电流之间是什么关系？U-I图像是怎样的？
U=E-Ir
电源内阻r 很小（蓄电池0.005—0.1 Ω，干电池小于1Ω），短路时电流太大，会烧坏电源，还可能引起火灾.
注意！
绝不允许将电源两端用导线直接连接在一起！！
强化训练
1.下列有关电压和电动势的说法正确的是（ ）
A.电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与
电压是同一物理量的不同叫法
B.电动势是电源两极间的电压
C.电动势是静电力所做的功W与电荷量q的比值
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势
能本领强弱的物理量
D
强化训练
2.一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是（ ）
A.当外电阻增大时，路端电压增大
B.当外电阻减小时，路端电压增大
C.当外电阻减小时，电路中的电流减小
D.闭合电路中的电流跟路端电压成正比，与内外 A电阻之和成反比
A
强化训练
3.在如图所示电路中，电源电动势E=9V，内阻r=3Ω,R=15Ω,下列说法中正确的是（ ）
A.当开关断开时，UAC=9V
B.当开关闭合时，UAC=9V
C.当开关闭合时，UAB=7.5V，UAC=9V
D.当开关断开时，UAB=0，UBC=0
R
E
r
A
B
C
A
强化训练
4.如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源 的电动势及内阻。
解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，
由闭合电路欧姆定律得：U1＝E－I1r ①
当S断开时，只有R1接入电路，
由闭合电路欧姆定律得：U2＝E－I2r②
代入数据得：E＝2 V，r＝1 Ω。