4.1 闭合电路的欧姆定律(一) 课件 (共21张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(共21张PPT)
第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电
4.1闭合电路欧姆定律(一)
你想过没有，为什么干电池、蓄电池、发电机等电源能使电路保持一定的电压并形成电流？
本节，我们先学习一个描述电源特性的物理量——电动势，然后探究闭合电路所遵循的规律
干电池
铅蓄电池
发电机
电动势
如图，一个完整的电路由哪些部分组成？电源在电路中的作用是什么？
E
R
S
一个完整的电路由电源、用电器、开关、导线等组成，电源在电路中的作用是使电路保持一定的电压并形成电流。
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。
1.内、外电路
电源内部的电路叫作内电路；电源外部的电路叫作外电路。外电路的电阻称为外电阻；内电路的电阻称为内电阻。
2.定义：电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，常用E来表示。
3.单位：与电压的单位相同，也是伏特(V)。
4.物理意义：电动势在数值上等于将单位电荷量的正电荷由负极移动到正极非静电力所做的功。电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。它是电源的特征量。不同的电源，产生电能的机制是不同的。
类 比
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。
非静电力做功：W非＝q1U1＝7.5 J，电势能增加了7.5 J；
非静电力做功：W非′＝q2U2＝7.4 J，电势能增加了7.4 J；
标有“1.5V”干电池
标有“3.7V”手机电池
(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
(2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电荷量有关。若把带相同电荷量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。
(1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。(　　)
(2) 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静
电力的特性决定。(　　)
(3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化为电能的本领一样大。(　　)
(4)电动势定义式 中的W与电压 中的W是同种性质力所做的功。
(　　)
(5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。(　　)
×
√
√
×
×
1.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示
A.电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转化为电能
B.电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转化为电能
C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能
D.铅蓄电池比一节干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大
√
闭合电路欧姆定律
如图为闭合电路的组成
(1)在内、外电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？
R
S
r
E
E
U内=Ir
U外=IR
在内电路中
(1)非静电力做功使自由电荷电势升高；
(2)存在内阻，沿着电流方向电势降低。
在外电路中，存在外阻R，沿电流方向电势降低U.
(2)内、外电路电势的降落与电源电动势有何关系？
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r有何关系？
R
S
r
E
E
U内=Ir
U外=IR
(2)E＝U外＋U内
(3)E＝IR＋Ir 或 I＝
闭合电路欧姆定律
2.闭合电路欧姆定律 内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。
（2）公式：
② E = U外+ U内
①
电源的电动势等于内、外电路电势降落之和.
③ E＝IR＋Ir
④ U外=E-Ir
外电路两端的电压叫做路端电压
1.特点:在外电路中，电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方向电势降落；电源内部由负极到正极电势升高。
2.(来自教材)在如图所示的电路中，R1＝14 Ω，R2＝9 Ω。当闭合开关S接位置“1”时，电流表的示数I1＝0.2 A；当开关S切换到位置“2”时，电流表的示数I2＝0.3 A。求电源的电动势E和内阻r。
答案　3 V　1 Ω
3.如图所示电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，开关S闭合时电压表示数为11.4 V，电流表示数为0.2 A，开关S断开时电流表示数为0.3 A，求：(不考虑电表内阻)
(1)电阻R3的值；
答案　 (1) 15 Ω　 (2) 12 V　1 Ω
(2)电源电动势和内电阻。
闭合电路问题的求解方法
1.分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量通过哪个用电器的电流。
2.干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求。
3.应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
4.(2023·福建泉州市高二期末)由电源、电动机M、灯泡L连接而成的电路如图所示。已知电源电动势E＝10.5 V，内阻r＝0.05 Ω，开关S断开时，电流表示数为10 A；开关S闭合时，电流表示数为50 A。不考虑电流表内阻，不考虑灯泡的电阻变化，求：
(1)灯泡电阻的阻值R；
(2)开关S闭合时，灯泡的功率P。
答案　(1)1 Ω　(2)64 W
闭合电路的欧姆定律(一)
定义式：
意义：反映电源把其他形式的
能转化为电能本领的大小
能量转化：
电压关系：
电流关系：
一、电动势
W= U外+ U内
E=U外+ U内
二、闭合电路欧姆定律