人教版（2019）必修三 第九章 12.2闭合电路的欧姆定律(第二课时）课件(共18张PPT)

(共20张PPT)
2019年版高中物理必修第三册
十二章
闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律
2019年版高中物理必修第三册
电动势（E）
1.定义：非静电力所做的功（W）与所移动的电荷量（q）的比值。
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。
2.定义式：
（W：非静电力做的功 q：电荷量）
3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。
5.特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。
标量
未接入电路时，电动势等于电源两极的电压
电动势与电压
r
E
U内
U外
E
I
=U内+U外
=
=
通过灯泡L的电流
部分电流的电流
01.
电流大小也可以表示为：
=
初中：
部分电流欧姆定律
I
=
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，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
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，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路能量分析
02.
根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。
r
E
R
s
I
W=Q外+Q内
EIt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
适用范围：外电路为纯电阻的电路
未接入电路时，电动势等于电源两极的电压
未接入电路时，电动势等于电源两极的电压
路端电压与负载的关系
r
E
U内
U外
E
I
=U内+U外
=
E=IR+Ir
只适用于纯电阻电路
适用于任何电路
变形： U外
=E-U内
=E-Ir
所以当外电路处于断开时，I=0，E=U
E=U
03.
备注： 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
路端电压与负载的关系
02
路端电压： U
=E-U内
=E-Ir
E、r
s
R1
A
V
R0
=IR外
=R外
=
1.当R外增大时， U外也随之增大。
2.当外电路断开时, R外=∞, U外=E
3.当外电路短路时, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情况下不允许外电路短路。
路端电压： U
=E-Ir
U是I 的一次函数
1.当外电路断开时, R外=∞, I=0,U外=E
2.当外电路短路时, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端电压随电流变化的U-I图像
I
U
E
I
3.图像的斜率是：
K=
=
=
=-
=
图像的斜率的绝对值等于电源内阻即
要注意图像原点坐标是否为（0，0）
0
2
4.图中矩形的面积表示：电源的输出功率
(I,U)
路端电压： U
=E-Ir
U是I 的一次函数
1.当外电路断开时, R外=∞, I=0,U外=E
2.当外电路短路时, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端电压随电流变化的U-I图像
I
U
E
I
3.图像的斜率的绝对值等于电源内阻：k=
0
4.图中矩形的面积表示：电源的输出功率
(I,U)
5.综合图像问题：a为加入电路的外电阻的U-I图像
a
1 两图像的交点表示电阻接在电源上的工作状态。
2 也可以理解为接入电源后该点坐标为路端电压和总电流，则此时的输出功率为P=UI
路端电压随电流变化的U-I图像
图像拓展：
I
U
E
I
0
(I,U)
a
b
b为电源的U-I图像，
a为外电阻的U-I 图像；
电源的输出电流与
外电路电阻关系图像
电源的路端电压与
外电路电阻的关系:
闭合电路中的功率及效率
E、r
s
R1
A
V
R0
电
能
消耗在内阻上
输出给外电路
转化为其他形式的能
在电源内部非静电力所做的功等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和。
EIt=UIt+I rt
闭合电路中的功率及效率
E、r
s
R1
A
V
R0
在电源内部非静电力所做的功等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和。
EIt=UIt+I rt
1．电源提供的功率：
2．电源的输出功率：
3．电源内阻上的热功率：
4. 供电效率:
对纯电阻电路,
电源的效率为:
对纯电阻电路,
电源的效率为:
外电路消耗的功率也是电源的输出功率
P出（外）+P内
闭合电路中的功率及效率拓展——电源最大输出功率问题
2．电源的输出功率：
外电路消耗的功率也是电源的输出功率
R
：R +2Rr+r
-2Rr+2Rr
= +4Rr
R
电源输出功率最大,效率。
O
R
P
r
Pm
路端电压： U
=E-Ir
U是I 的一次函数
1.当外电路断开时, R外=∞, I=0,U外=E
2.当外电路短路时, R外=0, U外=0,I0= 最大
路端电压随电流变化的U-I图像
I
U
E
I
3.图像的斜率的绝对值等于电源内阻：k=
0
4.图中矩形的面积表示：电源的输出功率
(I,U)
5.综合图像问题：a为加入电路的外电阻的U-I图像
a
1 两图像的交点表示电阻接在电源上的工作状态。
2 也可以理解为接入电源后改点坐标为路端电压和总电流，则此时的输出功率为P=UI
3 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。
欧姆表的原理
1.观察欧姆表的刻度特点
(1) 零刻度在右边，左边为无限大。
(2)刻度不均匀,左密右疏。
(3) 中间刻度比较均匀，故当指针指在表盘中间刻度附近时，测量结果比较准确。
为什么刻度方向与电流档相反？
为什么刻度表盘不均匀？
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用电表的内部结构图
RX
A
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用电表的内部结构图
RX
A
利用欧姆表测电阻
1.机械调零：使用前将指针调到左端“0”刻度处
2.选档：估计待测电阻大小，选择合适的档位。
3.欧姆调零：将红黑、笔短接，调整调零电阻旋钮，使得指针指在表盘右端“0”刻度处
调零旋钮
4.测量读数：将两表笔分别与带测电阻的两端接触，指针示数乘倍数即所求的电阻阻值。
5.测量完毕后开关要选择“OFF”或交流电压最高档。 红黑表笔断开，处于断路，电流为0，表示电阻为∞
Ig=
为什么刻度方向与电流档相反？
为什么刻度表盘不均匀？
由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反。
6
B
1
A
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
多用电表的内部结构图
RX
A
r
A
B
E
R0
G
RX
r
A
B
E
R0
G
利用欧姆表测电阻原理
1.机械调零：使用前将指针调到左端“0”刻度处
2.选档：估计待测电阻大小，选择合适的档位。
3.欧姆调零：将红黑、笔短接，调整调零电阻旋钮，使得指针指在表盘右端“0”刻度处
4.测量读数：将两表笔分别与带测电阻的两端接触，指针示数乘倍数即所求的电阻阻值。
5.测量完毕后开关要选择“OFF”或交流电压最高档。 红黑表笔断开，处于断路，电流为0，表示电阻为∞
Ig=
由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反。
R内=
补充：电池旧了，电动势E变小，Ig不变，所测电流偏小，电阻测量值偏大。