物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路的欧姆定律（共25张ppt）

(共25张PPT)
第二节：闭合电路的欧姆定律
人教版物理必修第三册第十二章《电能 能量守恒定律》
电流是如何形成的？
1
形成持续电流的条件是什么？
2
电源是什么？其作用是什么？
3
如何描述电流强弱？
4
5
电流强度的微观表达式？
温故而知新
电荷的定向移动
①电源 ②闭合电路
①能把自由电子从正极搬到负极的装置
②保持导体两端的电势差(电压)
电流强度I=q/t
I=nqvs
太阳能电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
问题：干电池有____V标志,锌汞电池有_____V标志,铅蓄电池有_____V标志。这些标志表示一个什么共同的物理量？真的是电压吗？
1.5
1.2
2.0
生活中的电池
电源的本质
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
+
外电路
内电路
非静电力
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
常见非静电力
非静电力是化学作用
电源内部非静电力克服电场力做功
把其他形式的能转化为电势能
非静电力是电磁作用
思考：
不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？
电动势
1、引入目的：
反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。
比值法定义物理量。该式为度量式。E与W、q无关。
2、度量方式：
3、决定因素：
电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
4、矢量标量：
电动势是标量
5、单位换算：
V 1V=1J/C 1kV=103V
电源的参量
电动势
1
描述电源将其他形式能量转化为电能的本领的强弱
电池的容量
3
电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时（A·h）或毫安小时（mA ·h）做单位
电源内电阻 r
2
描述电源内部对电流阻碍作用的大小
1.关于电源电动势，以下说法正确的是 ( )
A．由电动势E=W/q，可知E跟q成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小
B．由电动势E=W/q，可知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大
C．由电动势E=W/q，可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定
D．以上说法都不对
问题与练习
C
2.（多选）关于电动势，下列说法正确的是（ ）
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从
负极向正极移送单位电荷量做功越多
D. 电动势越大，说明非静电力在电源内部把
正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
AC
3.（多选）铅蓄电池的电动势为 2 V，这表示（ ）
A. 电路中每通过 1 C 的电量，电源把 2J的化学能转变为电能
B. 该蓄电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为2V
C. 蓄电池在 1s 内将 2J 的化学能转变成电能
D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强
ABD
③我们前面学过的欧姆定律内容？
①什么是电源？它的作用是什么？
②电源电动势的概念 物理意义
通过非静电力做功把其它形式的能转换成电能的装置。
意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领
定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。
V
A
导体
部分电路的欧姆定律
问题：闭合电路中的电流与哪些因素有关？如何计算？
闭合电路:
外电路
内电路
①构成：用导线把电源、用电器连成一个闭合电路
②外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路.
③内电路:电源内部是内电路.
外电路
内电路
思考与讨论
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？
Q外=I2R t
2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？
Q内=I2 r t
3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？
W非=Eq＝ EIt
W非=Q外+ Q内
EIt =I2Rt ＋I2rt
E =IR＋Ir
根据能量守恒定律
说明：以上的推导过程都是在纯电阻电路中进行！
闭合电路欧姆定律
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：
（纯电阻电路）
（纯电阻电路）
外电压
内电压
E = U外+ U内
电源的电动势等于内外电压之和
b
d
a
c
适用于一切闭合电路
路端电压
E=U外+U内
U内= Ir
E=U外+Ir
U外=E－Ir
两个特例：
①外电路断路时:
a
b
②外电路短路时:
a
b
R=∞ I=0 U内=0 U外=E
R=0 I=E/r U内=E U外=0
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
探究路端电压跟负载的关系
结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
逻辑推理：
问题：闭合开关S.逐渐增大滑动变阻器接入电路的电阻，电压表示数如何变化？
思考：根据路端电压表达式：
你能否做出路端电压与电流关系图象？并由图像发现一些什么特性？
U外=E－Ir
路端电压与电流关系图象
（1）图象的函数表达：
U外=E－Ir
（2）图象的物理意义:
某个电源，E、r是一定的
O
I/A
U /V
3
1
2
1.5
0.5
1.0
①在纵轴上的截距表示什么？
②在横轴上的截距表示什么？
③图象的斜率表示什么？
纵轴上的截距表示电源的电动势E．
横轴上的截距表示电源的短路电流
图象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
电源的外特性曲线
解：根据全电路欧姆定律，可列出方程:
例1、如图所示，R1 = 8.0 W，R2 = 5.0 W，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时，则得的电流 I1 = 0.2 A；当S 扳到位置 2 时，测得电流 I 2 = 0.3 A。求电源电动势E 和内电阻r。
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2
典例分析
消去E ，可得电源的内电阻为
电源的电动势为
讨论：此例给出了一种测量电源电动势和内电阻的方法。
例2、4盏 “220 V，100 W”的灯泡，并联后接在电动势为220 V、内阻为 2 W的电源上。
（1）只打开 1 盏灯时，此灯两端的电压是多少？
（2）同时打开4 盏灯时，此灯两端的电压又是多少？
解:（1）根据灯泡上的额定电压和额定功率，计算出灯泡的电阻为
只打开1盏灯时，外电阻R1 = 484 W，电路中的电流为
（2）同时打开4盏灯时，外电阻为
电灯两端电压为
讨论：从此例可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，路端电压就越小。
电灯两端的电压为
小 结
1．闭合电路欧姆定律
2．路端电压跟负载的关系：
（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：
（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大
断路:
短路:
（2）路端电压U随电流I变化的图象．
（纯电阻电路）
R=∞ I=0 U内=0 U外=E
R=0 I=E/r U内=E U外=0
U外=E－Ir
U
I
O
E
I短