物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路的欧姆定律（共24张ppt）

(共24张PPT)
第十二章：第2节
闭合电路欧姆定律
两个电路中小灯泡的规格都相同，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？
新课引入
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。
闭合电路
2.外电路:电源外部的电路
导线、电源、用电器
1.闭合电路的结构：
3.内电路:电源内部的电路
1.电源外部，负电荷将怎样移动？
2.电源内部，负电荷将怎样移动？
3.电源内部的负电荷受到电场力方向？
电场力做正功还是负功？
4.什么力来克服电场力做功？
从负极到正极
从正极到负极
从正极指向负极
负功
非静电力
+
+
+
+
电源
_
_
_
_
-
正极
负极
-
-
-
-
-
-
电源的工作原理
手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。
在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。
化学电池
手摇发电机
电源内部的非静电力是由什么提供的？
想一想：哪款电池非静电力做功的本领最强？
碱性干电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.5J。
锌汞电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.2J。
铅蓄电池——将0.6C的正电荷由电源负极搬运到正极，非静电力做功1.2J。
一、电动势
W：非静电力做的功
q ：被移送的电荷量
1. 物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电势能的本领。
2. 定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。
3. 表达式：
4. 单位：伏特，符号“V”。
电压U 电动势E
物理意义 电场力做功，电能转化为其他形式的能的本领 非静电力做功，其他形式的能转化为电能的本领
定义式 U＝，W为电场力做的功 E＝，W为非静电力做的功
单位 伏特(V) 伏特(V)
联系 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值 9V
3V
1.5V
1.5V
1.5V
2.8V
12V
5.决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源的非静电力特性决定，与电源的体积和外电路的组成及变化无关。
1.一台发电机用0.5 A 的电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )
A. 6 V B. 360 V C. 120 V D. 12 V
课堂练习：
A
解析：
1 min 内流出的电荷量为 q ，由 q＝It 得 q＝30 C ，根据 得 E＝6 V ，所以A 正确。
二、闭合电路的组成
通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。
电源内部的电路可以等效为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。
1.部分电路的欧姆定律
r
E
R
S
I
I
R
U
在内电路中，电流方向为负极流向正极，沿电流方向电势也会降低。
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势逐渐降低。
在闭合电路中，电流I跟电源电动势E、内阻 r 及外电路电阻R之间有什么关系呢？
B
A
C
D
I
I
已知：电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯电阻且阻值为R，闭合电路的干路电流为I。
问题 1：经时间 t，电源通过非静电力做功将多少其他形式能转化为电能？
Q外 ＝ I2Rt
W＝Eq ＝EIt
Q内 ＝ I2rt
问题 2：经时间 t，电流通过外电阻R做功时将多少电能转化为内能？
问题 3：经时间 t，电流通过内电阻r做功时又将多少电能转化为内能？
问题 4：以上各能量之间有什么关系？
闭合电路欧姆定律
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
IEt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
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。
适用范围：外电路为纯电阻的电路
闭合电路中的电势
E=IR+Ir
A
B
C
D
R
E , r
U外=IR是外电路上总的电势降落,也叫外电压或路端电压；
U内=Ir是内电路上总的电势降落，也叫内电压；
E=U外+U内
电源电动势等于内外电路电势降落之和。
内电压
外电压
闭合电路欧姆定律的几种表示形式
2：在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压.
解：由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为
路端电压
R
S
E
r
4.在如图所示的电路中，R1＝20 Ω ，R2＝10 Ω ，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为 I1＝0.20 A ；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2＝0.30 A ，求电源的电动势和内电阻。
解析:
设电源的电动势为E，内阻为r
根据闭合电路欧姆定律列出方程：
E＝I1R1＋I1r ···①
E＝I2R2＋I2r ··· ②
代入数据，解得 E＝6 V ，r＝10 Ω
3. 请根据闭合电路的欧姆定律 U外 = E - I r
解释小灯泡并联的越多，小灯泡越暗的原因
思考：
1. 小灯泡两端的电压与路端电压 U外有何关系？
2.小灯泡并联的越多，负载电阻（外电路总电阻）越大还是越小？
3.如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（理想电表）的读数分别为1.6 V 和0.4 A ，当S断开时，它们的示数变为1.7 V 和0.3 A ，电源的电动势和内阻各为多少？
解析：
当S闭合时，R1和R2并联接入电路
由闭合电路欧姆定律得： E＝U1 ＋ I1r
代入数据得：E＝1.6＋0.4r　 ··· ①
当S断开时，只有R1接入电路，
由闭合电路欧姆定律得： E＝U2 ＋ I2r
代入数据得：E＝1.7＋0.3r　 ··· ②
联立①②得：E＝2 V ，r＝1 Ω