物理人教版（2019）必修第三册 12.2闭合电路欧姆定律 （23张PPT）

(共23张PPT)
第二节 闭合电路的欧姆定律
人教版 必修三
外电路：电源外部的电路
外电阻：外电路上的电阻 R
内电路：电源内部的电路
内电阻：电源内部的电阻 r
整个电路称为闭合电路
一、外电路与内电路
请结合右图，探究如下问题：
3.电源外部电路中能量是如何转化的？这种转化又是如何实现的？
1.判断电源外部电路中的电场方向。
2.正电荷在电源外部电路中如何移动？
（以正电荷定向移动形成电流为例）
正极
负极
+
+
+
+
+
+
思考
沿导线从正极指向负极
在电场力作用下从正极向负极定向移动
电能转化为其他形式能；通过电流做功（流过用电器）
（1）在导线中，电场方向是怎样的？
（2）正电荷在导线中如何运动的？
（3）电源外部电场力对正电荷做正功还是负功？
（4）电源外部的能量是如何转化的？
【情境二】：正电荷在外电路运动过程，思考一下问题：
【任务二】进一步理解电动势
电能 其他形式的能
静电力做功
（1）在电源内部，电场方向是怎样的？
（2）正电荷在电源内部如何移动？
（3）在电源内部，电场力对正电荷做正功还是负功？
（4）为什么正电荷能从负极移动到正极？电源内部的能量如何转化？
靠非静电力把正电荷从负极搬运到正极
其他形式的能 电能
非静电力做功
【情境三】：正电荷在内电路运动过程，思考一下问题：
干电池
1.5V
微型电池 250V
蓄电池
200V
1.5V
3V
6V
一、电动势
1、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
电势能
拉力对人做
重力势能
类比
正功
减小
正功
增加
正功
减小
正功
增加
类比：
小球 正电荷
管道 外电路
提升装置 电源
在重力作用下
由高处到低处
重力势能
其它形式的能
由低处到达高处
在非重力作用下
其它形式的能
重力势能
在电场力作用下
由高电势处到低电势处
电势能
其它形式的能
在非静电力作用下
由低电势处到高电势处
其它形式的能
电势能
+
+
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
正极
负极
问题二：不同原电池电源电动势不同的原因是什么？
+
+
+
-
-
-
电源模型
+
F电
F非
正极
负极
一、电动势
（1）定义：在电源内部将单位正电荷由电源的负极移动到电源的正极，非静电力所做的功。
（2）物理意义：描述电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量。
（3）电动势的大小由电源本身的性质决定的，与外电路无关
（4）电动势的符号：E
（5）电动势的单位：V（伏特）
【情境四】（观察与思考）
实验表明：E=U1+U2
（U1=U外，U2=U内）
E=U外+U内
此公式适用于所有电路。
【任务三】研究闭合电路欧姆定律
电压表 各次测量的电压 /V 断开开关S，S2,闭合S1 闭合开关S，S2、S1 闭合开关S，S2、S1，改变内阻
1 2 V1
V2
2.10
0
1.55
0.55
1.21
0.84
0.55
1.50
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.
（观察与思考）如图所示的电路是研究路端电压和负载关系的实验原理图，图中各灯泡的额定电压与额定功率都是相同的。观察当接入电路的灯泡逐渐增多时，灯泡的亮度如何变化，解释观察到的现象。
（2）电路的内电压和外电压分别如何变化？
【思考问题】（1）接入电路中的灯泡增多时，电路的总电阻怎样变化？
研究路端电压与负载的关系
三、路端电压与负载的关系
外电路断路时，
【讨论与交流】（1）在路端电压 与电流 的关系图像中，如何确定电源电动势和电源的内阻？
（2）无内阻（即 ）的电源被称为理想电源。理想电源的路端电压与电源电动势的关系如何？
三、路端电压和负载的关系
如图所示：填增大、减少或不变
1、滑片向左移动时，R_____,电流表示数_____，电压表示数_____。
滑片向右移动时，R_____,电流表示数_____，电压表示数_____。
增大
减小
增大
减小
增大
减小
（1）一般，U（2）当R>>r时，U约等于E。
（1）当外电阻R减小时，U外减小
（2）当外电阻R增大时，U外增大
U外 = E–Ir
2、两种特殊情况：
（1）当把电路断开时：
（2）当外电路短路时：
U外 = E
I短 = E / r
3、电源两端短路的危害
a、烧坏电源
b、引起火灾
U外 = E–Ir
4、路端电压U和随电流I变化的图像吗？
（1）、函数表达式：U=E-Ir
（2）图像
（a）纵轴截距表示___________。
此时I=_____,表示____________.
电源的电动势E
0
外电路断路
短路电流I短
0
外电路短路
（b）横轴截距表示___________。
此时U=_____,表示___________.
（3）斜率的绝对值表示_________________,图像越倾斜表示_________________________。
电源的内阻r
电源的内阻r越大
r = E / I短
例4、如图所示为某一电源的U－I图线，由图可知
A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为 1/3Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时，
电路中电流为5 A
AD
例5、如图所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是
A.电源甲的电动势大于电源乙的电动势
B.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
C.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
D.电流都是I0时，两电源的内电压相等
AC