粤教版（2019）必修第三册 4.2闭合电路的欧姆定律 （26张PPT）

(共26张PPT)
2022.10.18 粤教版 必修三
第四章 闭合电路
第二节 闭合电路的欧姆定律
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
【观察与思考】以铜片和锌片为极板，分别用果汁、牛奶和食用油等作为电解液制成原电池，用电压表测量各原电池两极板间的电压（两极板间距相同），并将测量数据填入表中。
比较分析实验收集的数据，可以得出什么结论？
电解液 两极板间的电压U/V
果汁
牛奶
食用油
0.92
0.75
0
【思考问题】（1）这三组数据反映了原电池的什么特性？
（2）为什么果汁电池两极间的电压比牛奶电池两极间的电压大？
（3）为什么食用油电池两极间的电压
为0？
电解液 两极板间的电压U/V
果汁
牛奶
食用油
0.92
0.75
0
反映了原电池转化能量的本领
果汁电池将化学能转化成电能的本领更强
无法将化学能转化成电能
为什么电源能让外电路中能维持稳定的电流？
因为电源能把负极的正电荷经过电源内部不断地
搬运到正极。
思考3:
电源的这种能力是怎么来的呢？
+
+
+
+
+
+
+
正极
负极
+
+
+
+
-
-
-
-
思考
E
r
S
外电路
内电路
电源内部分析
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+ + + + + + + +
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
3、电源内部，正电荷（或自由电荷）所受的电场力方向与电荷移动方向相同还是相反？
相反
结合电源示意图，探究如下问题：
1、电源内部，正电荷是怎样移动的？如果没有这种移动，将会是什么结果？
正电荷从负极流向正极；不会有持续电流。
2、电源内部有电场吗？若有，方向如何？
有；从正极指向负极
正极
负极
电源
+
+
+
+
+
+
+
+
+
外电路
内电路
F电
F非
5．从做功与能量转化的角度，你是怎样理解电源在电路中的作用的？这种作用可以与生活中的什么现象类比？
4. 正电荷在电源内部移动的过程中，除静电力外，是否还受其它力作用，是否做功？
有非静电力；电场力做负功，非静电力做正功。
通过非静电力做功，电源将其他形式能转化为电能；与滑梯—升降机模型类似。
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
类比
正功
减小
正功
重力
增加
正功
减小
正功
增加
电场力
生活中的电池
太阳能电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
二
电源
思考：电源内部的非静电力是由什么提供的？
正极
负极
+
+
+
+
+
+
灯泡要持续的发光，那么电路中将有持续的电流，那电路中将要有持续的电荷移动.
1、电源：电源就是通过非静电力做功，
把其他形式的能转化为电能（电势能）的装置。（从能量转化的角度看）
二
电源
概念：物理学中用电动势来描述电源的特性，电源的电动势在数值上等于不接用电器是电源正负两极间的电压。
不接用电器
电动势（E）
电动势（E）
1、定义：搬运单位正电荷的非静电力做的功
4、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能(电势能)本领的大小；
（数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功）。
3、单位：伏特 V (1V=1J/C)
2、公式：
干电池的电动势为1.5V：表明在干电池内移送1C的电荷量时，可将1.5J的化学能转化为电势能。
手机电池的电动势为3.7V：表明在手机电池内移送1C的电荷量时，可将3.7J的化学能转化为电势能。
5、特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关, 也跟外电路无关.
从能量转化的角度看
E 表示电源非静电力做功把其他形式的能量转化为电势能的本领
U 表示电场静电力做功把电势能转化为其他形式的能的本领
vs
W表示
电源内部非静电力做的功
W表示
电源外部静电力做的功
从定义看
电动势与路端电压有什么区别？
【讨论与交流】（1）如图所示，用果汁电池接上一小灯泡时，灯泡不亮，而用牛奶电池接同一小灯泡时，灯泡却亮了。果汁电池的电动势较大，但能使灯泡发光的却是牛奶电池，这是为什么？
（2）如图所示，测得果汁电池的电动势约为0.96V，加入稀硫酸后再测得其电动势约为0.98V，接入小灯泡，发现小灯泡发光了，为什么加了稀硫酸的果汁电池能使小灯泡发光呢？
【观察与思考】
结论：电源的电动势 等于 和 之和
即 ，
或
电压表 各次测量的电压U/V 仅闭合S1 闭合开关S，S2、S1,改变电阻 1 2 3
V1
V2
用来测外电压 U外
V1
V2
用来测电源的内电压 U内
2）内电路：
（1）内阻r（纯电阻）：内电路的电阻。
（2）内电压U内： E-U
1）外电路：
（1）外电阻R：外电路的电阻。
（2）路端电压（外电压）U外：外电路两端的电压。
R
S
内电路
外电路
E
r
r
E
内电路
等 效
r
E
内电路
R
S
外电路
电路中的电势变化情况
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。
（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
a
b
a
b
c
d
b
d
a
c
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:
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.
5
路端电压与负载的关系
【观察与思考】
电源不变时，并联的用电器越多，灯泡亮度如何变化？为什么？
s1
s2
L1
L2
L3
s3
观察实验
观察实验
想一想
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？
【思考】
（1）接入电路中的灯泡增多时，电路的总电阻怎样变化？
（2）电路的内电压和外电压分别如何变化？
外电路断路时，
路端电压与负载的关系
2.两个特例：
（2）外电路短路时
（1）外电路断路时
练习1.已知电路中电源的电动势是1.5 V，内电阻是0.1 ，外电路的电阻是1.4 .
(1)求电路中的电流I和路端电压U. (2)若忽略电源内阻，再求电路中的电流I和路端电压U.
解：（1）根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流为
路端电压为
（2）根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流为
路端电压为
理想电源：r=0,U=E
作业布置
课后练习和 优化同步练习