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2 闭合电路的欧姆定律
第十二章 电能 能量守恒定律
第1课时
新课引入
图中小灯泡的规格都相同,两个电路中的电池也相同。
闭合电建
较亮
较暗
如何解释这一现象呢?
01
2
E
r
A
B
S
R
闭合电路
外电路:由用电器和导线组成
I
一、电动势
1.闭合电路的结构:
内电路:电源内部电路
由导线、电源和用电器连成的电路
一、电动势
在外电路中,正电荷在静电力作用下由电源正极流向负极
思考与讨论
A
B
C
D
R
在内电路中,正电荷在电源作用下由负极流向正极
电源的这种能力
是怎么来的呢?
A
B
C
D
化学反应层
在内电路中,由于非静电力作用,把正电荷从负极搬运到正极非静电力做功,使电荷的电势能增加
一、电动势
在干电池中,非静电力表现为化学作用
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
2.非静电力
一、电动势
日常生活中有很多电源,如干电池、蓄电池、锂电池、发电机等。
思考
不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗?
一、电动势
3.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移动到正极所做的
功与所移动的电荷量之比叫作电源的电动势。
(2)表达式:E=
(3)单位:V
(4)电动势与外电路无关,是由电源中非静电力的特性决定的。
(5)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领的大小。
在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
一、电动势
常用的干电池,E=1.5 V,与体积无关
常用的蓄电池,E=2 V
蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池强
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.内外电路电势变化
I
R
U
(1)根据欧姆定律可知:I=
在外电路中,沿电流方向电势降低 U外=IR
U
R
E
r
内电路
(2)在电源内部也存在电阻,称为电源的内阻
我们把电源看成一个没有电阻的理想电源与电阻的串联
在内电路中,内阻沿电流方向电势降低 U内=Ir
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
思考
电流I跟电动势E、内阻r、外电阻R之间有怎样的关系呢?
对于闭合电路的内外电路来说,沿电流方向电势都要降低
E
r
S
R
A
B
I
I
(2)在时间t内外电路中有多少电能转化为内能?
Q外=I2Rt
Q内=I2rt
(1)电流流经电源时,在时间t内非静电力做多少功?
W=Eq=EIt
(4)根据能量守恒定律,以上各能量之间有什么关系?
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
2.推导:设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I。
(3)在时间t内内电路中有多少电能转化为内能?
W=Q外+Q内
EIt=I2Rt+I2rt
即
E=IR+Ir
I=
E
R+r
适用条件:外电路是纯电阻电路.
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
3.闭合电路欧姆定律
I=
E
R+r
(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
(2)公式:
也可以写成:E= U外 + U内
路端电压
内电压
电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
例1 (多选)关于电动势下列说法中正确的是( )
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电势能增加
B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移向正极做功越多
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极,移送电荷量越多
AC
典例剖析
典例剖析
例2 如图所示电路,电源电动势为1.5 V,内阻为0.12 Ω ,外电路的电阻为1.38 Ω ,求电路中的电流和路端电压。
解: 由闭合电路欧姆定律知电流为
路端电压为
U=IR=1 A×1.38 Ω=1.38 V
2.闭合电路欧姆定律
(1)表述: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.
(2)表达式
课堂小结
1.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移动到正极所做的
功与所移动的电荷量之比叫作电源的电动势。
(2)表达式:E=
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领的大小