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

(共27张PPT)
12.2闭合电路的欧姆定律
学习目标
1．会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律。
2．理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律。
3．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算。
图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。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
新知导入
一、电动势




外电路
内电路
由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
新知讲解
+
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电源
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正极
负极
1.电源
（1）保持两极间有电压
（2）通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置
2.电动势
(1)非静电力做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫做电动势。用字母E表示。
（2）单位：V

（3）电动势与外电路无关，由电源本身特性决定的。
（4）电动势的实质：表征电源把其它形式的能转化为电能的本领。
同种类型不同型号电源电动势相同，不同类型的电源电动势不同

(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。
(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。电动势在数值上等于非静电力将1 C正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功，也就是1 C的正电荷所增加的电势能。

二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.欧姆定律

2.在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。




新知讲解
3.在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路一方面，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”。






实验探究
化学能
电能
非静电力做功
电流做功
其它形式的能



根据能量守恒定律，有

设电源电动势为E，内阻为r，与一个负载连成闭合电路，负载两端电压为U，电路中电流为I，通电时间为t



（1）内容：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.电源电动势等于内、外电路电势降落之和。
2.闭合电路的欧姆定律
（2）表达式：
（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路


三、路端电压与负载的关系
U外=E-Ir
对于确定的电源来说，电动势E和内阻r是一定的。
当外电路的电阻R减小时，由 可知，
电流I增大。由 可知，路端电压U减小。
根据E=U外+ U内 ，U内=Ir，则
你能解释之前实验中观察到的现象：
并联的小灯泡越多，单个小灯泡越暗了吗
U外=E-Ir
外电路总电阻
路端电压：外电路的总电压，也就是伏特表并联在电源两端的读数。
新知讲解
闭合电路中路端电压U和电路中电流I的U-I图像是一条直线还是曲线？
把U和I的关系式 U=E-Ir 变形为 U=（-r）I+E 与一次函数标准形式y=kx+b对比，你发现了什么？
根据U-I图像，当外电路断开时，路端电压是多少？当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？这两种情况分别对应图上哪个点？
U-I图像是一条直线，
斜率为-r，斜率的绝对值是电源内阻r
y轴(U轴）上的截距为电源电动势E
U=E-Ir
断路 当外电路断开时，电流 I 等于0，由上式可知，U=E。
电源短路 电源短路时，外电阻R=0，则
注：绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起！
从图像看，
U 轴截距即为电源电动势 E；
I 轴截距为短路电流；
图像斜率的绝对值 为电源内阻 r。
例1 如图所示的电路中，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.6 Ω，电阻R1＝3 Ω，电阻R2＝4 Ω，电阻R3＝6 Ω.电压表为理想电表，闭合开关S，求：
(1)通过电源的电流大小；
(2)电源的内电压和电压表的示数.
经典例题
针对训练1　如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V，8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V.求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻.
课堂练习
例2　(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
√
√
经典例题
例3　如图1示，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，电表示数的变化情况是
A.V1示数减小，V2示数增大，A示数增大
B.V1示数增大，V2示数减小，A示数增大
C.V1示数增大，V2示数增大，A示数减小
D.V1示数减小，V2示数减小，A示数减小
√
经典例题
针对训练3　如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是
A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
√
课堂练习
例4 如图所示，电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)变阻器接入电路的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？
(2)变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？
针对训练4　将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图5所示，下列说法正确的是
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻为5 Ω
C.电源的电动势为45 V
D.电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%
√
课堂练习
2、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值.
一、电动势
3、公式：
4、单位：伏(V)
1、物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.
小结
课堂总结
1.路端电压
（1）定义：外电路两端的电压叫路端电压．
（2）公式：
U=E-Ir
2、路端电压U随电流I变化的图像．
（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，内阻越大，图线倾斜得越厉害.
U
I
O
E
I短
θ
三、路端电压跟负载的关系（小结）