物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路中的欧姆定律（共27张ppt）

(共27张PPT)
12.2闭合电路的欧姆定律
1、什么是电源？
一、电源的工作原理
2、闭合电路：
闭合电路的组成:
(1)内电路
(2)外电路
外电路
内电路
内电阻有电压
内电路有电阻
外电路有电阻
外电阻有电压
3、闭合电路的运作：功——能
碱性干电池----将1C的负电荷由正极搬运到负极，非静电力做功1.5J
铅蓄电池----将1C的负电荷由正极搬运到负极，非静电力做功2J
搬运1C正电荷时，非静电力做功反映电源将其他形式能转换成电势能的本领。
引入一个能反映电源把其他形式能转化成电势能本领大小的物理量。
--------电动势
1、定义：
2、公式：
3、单位：
4、注意：
二、电动势
　　　　　 电压U 电动势E
物理意义
定义式
单位
联系 三、闭合电路的欧姆定律及其能量分析
为何会出现越并越暗的情况？
三、闭合电路的欧姆定律及其能量分析
为解决上述现象，我们先来探究闭合电路中电流的影响因素是什么。
已知如图所示电路，设用电器两端电压为U，电路中电流为I，通电时间为t
（1）电源内部非静电力做了多少功？
（2）电源提供的电能在哪些地方被消耗？
探究结论：
1、内容：闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与内、外电阻之和成反比。
2、公式：
3、适用范围：
纯电阻电路
闭合电路欧姆定律
1、路端电压
根据E=U+Ir ，此时U为路端电压，Ir为内电路电压，则有
U=E-Ir
为何会出现越并越暗的情况？
解释：当多个灯泡并联时，外电阻R减小，由 可知，总电流I增大，由 知，路端电压U减小，灯泡两端电压减小，所以变暗。
四、闭合电路欧姆定律的理解
1、路端电压
若电路是断路：
则电路中此时电流为0， 当 I=0时，U=E
即：断路时所测得的路端电压大小等于电源电动势大小。
V
思考：在闭合电路时，仍然用电压表直接测量电源两端，测量值等于电源电动势吗？
不等于电源电动势，测量值等于路端电压U。
2、短路电流
若电路是短路：则外电路中此时相当于没有用电器
思考：此时电路中的电流是无穷大吗？
不是，因为电源内部存在内阻r，此时电流为短路电流
不允许用导线将电源两极直接连接
3、路端电压U 随电流I 变化的图像
U
I
O
U
I
图像的物理意义：
（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。
断路
短路
【典例】一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)R的消耗功率．
纵坐标为电源的电动势
横坐标为短路电流
图线斜率的绝对值为内电阻
图线交点坐标即为工作电流和电压
表达式 物理意义 适用条件
W＝W外＋W内 ⑤
EIt＝I2Rt＋I2rt ④
E＝I(R＋r) ①
E＝U外＋Ir ②
E＝U外＋U内 ③
闭合电路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。
纯电阻电路
电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和
①式适用于纯电阻电路；
②③式普遍适用
电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和
④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用
闭合电路欧姆定律
（1）电源功率：P总=IE=U外I+U内I=P输+P内（普遍适用）
（2）电源内阻消耗功率：P内=I2r=U内I=P总-P输（普遍适用）
（3）电源的输出功率：P输=IU外=P总-P内=EI-I2r（普遍适用）
五.闭合电路的功率问题
由功率关系可见：P总=IE；P内=I2r；P输=EI-I2r
思考：在什么情况下，各功率会有最大值？
（1）________________时，P总max
（2）________________时，P内max
（3）________________时，P出max
输出功率的最大值
P输=EI-I2r
当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，电源的输出功率最大，最大功率是多少？
当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，电源的输出功率最大，最大功率是多少？
当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，R2的功率最大？
当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，R1的功率最大？
输出功率的最大值
1、表头参数：Ig，Rg，Ug
2、作用：测量Rx
3、原理图：
六.欧姆表的改装
设电源的电动势为 E，内阻为 r，电流表的电阻为 Rg，可变电阻为 R1，电流表满偏电流为 Ig，欧姆表的总电阻为 RΩ。
1.当红、黑表笔断开时
2.当红、黑表笔直接接触时
当红、黑表笔之间接有待测电阻 Rx 时，电流表指针指在 Ix 处：
根据闭合电路欧姆定律：
欧姆表上电阻的刻度线