(共19张PPT)
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闭合电路欧姆定律
1.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.
2.知道电源电动势等于内、外电路上电势降落之和.
3.理解闭合电路的欧姆定律及其公式，并能熟练应用它们解决有关的电路问题.
4.理解路端电压与电流和外电阻的关系，知道Ｕ＝Ｅ－Ｉr及Ｕ－Ｉ图像的意义，并能用图像来分析、计算有关问题.
5.理解闭合电路的功率表达式，知道电路中能量转化情况.
1.通过探究闭合电路欧姆定律，体会能量守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化.
2.通过电源的Ｕ－Ｉ图像，进一步理解电源的电功率和内阻的物理意义，同时感受物理图像的作用。
学法指导
课程目标
知识构建
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A D
C B
正极
负极
Cu
Zn
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。
B
A
C
D
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”。
r
E
R
s
外电路
内电路
闭合电路的特点
1. 用导线把电源、用电器连起来，构成闭合电路.用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路.
E r
E
U
Ir
R
I
实验探究
理论推导
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：
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
（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
闭合电路的欧姆定律
路端电路与负载的关系
R变化情况 R R ∞ R R 0
Ｕ内＝Ｉr
Ｕ端＝Ｅ－Ｕ内
对某一给定的闭合电路来说，电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变，变化情况如下：
↓
↓
↓
↓
（ 1 ）当外电路断开时， R→∞，I=0， U内=0， U外=Ｅ，此为直接测量电源电动势的依据.
（ 2 ）当电源两端短路时, R＝0，I=Ｅ/r， U=0 ,U内=Ｅ .由于r很小，电路中电流很大，容易烧坏电源，绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起。
公式（对纯电阻电路）
路端电路与电流的关系
设电源的电动势Ｅ＝3Ｖ，内阻r＝2 .请根据路端电压与电流的关系式Ｕ＝Ｅ－Ｉr，以Ｕ为纵坐标，Ｉ为横坐标，作出Ｕ－Ｉ图像，并讨论以下问题。
(1)外电路断开的状态对应于图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？
(2)电动势Ｅ的大小对图象有什么影响？
(3)电源短路的状态对应于图中的哪个点？怎样读出这时电流大小？
(4)r的大小对图象有什么影响？
思考与讨论
电源的伏安特性曲线
——路端电压U随电流I变化的图象.
(1)图象的函数表达
②在横轴上的截距表示电源短路电流
③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
①在纵轴上的截距表示电源电动势E．
(2)图象的物理意义
闭合电路中的功率
电源功率 内耗功率 输出功率
普适表达式 Ｐ＝ＩＥ Ｐ内＝Ｉ２r Ｐ外＝ＩＵ外
纯电阻电路 Ｐ＝Ｉ２（Ｒ+r） Ｐ内＝Ｉ２r Ｐ外＝Ｉ２Ｒ
联 系 P=P内+Ｐ外或ＩＥ＝Ｉ２r+ＩＵ外
1. 几种功率及相互关系
2. 输出功率随外电阻Ｒ的变化关系
r
P
0
R
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
+
电源内部非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能
外电路静电力做正功，电势能转化为其他形式的能
闭合电路中内、外电路电流相等，
能力突破
例1. 在如图所示的电路中，R1=14 Ω，R2=9 Ω，当开关S处于位置1时； 电流表的读数为I1=0.2 A；当开关S处于位置2时，电流表的读数为I2=0.3 A，求电源的电动势E和内电阻r.
1
S
E r
2
R2
R1
A
典题精析
I-R法：
A
R
S
U-R法：
V
R
S
A
V
R
P
S
U-I法:
R1
R2
R3
R4
E r
I2
I1
I3
I4
I
典题精析
例2.如图所示电路中，设R1增大，各电阻中的电流和两端电压如何变化？
R1增大，R3与R1“串联”，电流I3、电压U3均减小
R2、R4与R1“并联”，电流I2、I4均增大；电压U2、U4均增大
规律 方法 技巧
1．基本思路:从局部到整体，再从整体到局部．
2．变化规律：“串反关同”
“并同”：是指某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大（减小）．
“串反”：是指某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小（增大）.
“串反并同”法则的应用条件：单变量电路
某一电阻变化
连接关系
R外的变化
闭合电路欧姆定律
I总的变化
U端的变化
串、并联的基本特点部分电路欧姆定律
I分的变化
U分的变化
典例：如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△ I、 △ U1、 △ U2和△U3表示.下列比值正确的是（ ） A．U1/I不变，△U1/△I不变 B．U2/I变大，△U2/△I变大 C．U2/I变大，△U2/△I不变 D．U3/I变大，△U3/△I不变
【方法技巧】判断本题类型要理清三点：
（1）对给定的电源，认为E、r不变
（2）对于有电压变化的闭合电路问题，由E=U外+U内，可知：内、外电路电压变化的绝对值相等，即｜ △ U外｜=｜ △ U内｜.在分析△U2/△I时,要注意到等效电源.
（3）在纯电阻电路中，任何一个电阻的增大（或减小），都将引起电路总电阻的增大（或减小），该电阻两端的电压一定会增大（或减小）
U
I
0
ACD
例3.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有
( )
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
图线１：表示闭合电路路端电压Ｕ随电路中总电流Ｉ的变化情况。外电路的一个通路状态：U＝E－Ir（由电源决定）
图线２：表示外电路的电流随电压的变化情况。亦即外电路某一电阻的Ｕ－Ｉ图线。两图线的交点N表示此时电路的实际工作状态，我们称之为“工作状态点”。从交点的横、纵坐标可读出此时电路中的总电流和路端电压的示数。
规律 方法 技巧
例4. 如图所示直线OAC某一直流电源的总功率P总随电流I的变化图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I的变化图线，A、B两点的横坐标都是2 A，那么I=2 A时电源输出功率及外电阻分别是( )
A．2W，0.5Ω B．4W，2Ω
C．2W，1Ω D．6W，2Ω
典题精析
规律 方法 技巧
对P-I图象的综合运用
O
P
I
I0
I0/2
(R=r)
P内
P总
P出
图线中坐标原点Ｉ＝0，表示电路处于断路工作状态；图线中坐标Ｉ＝Ｉ０/2表示此时外电阻等于内电阻，电源具有最大输出功率，且输出功率等于内电路消耗功率，电源效率等于50%的电路工作状态；图线中坐标Ｉ＝Ｉ０表示外电路短路工作状态。
例5. 如图所示的电路，电源的电动势E=9.0 V，内电阻r=2.0 Ω，定值电阻R1=1.0 Ω，R2为可变电阻，其阻值在0~10 Ω范围内调节.
(1)R2取何值时， 电源的输出功率最大？
(2)R2取何值时， R2消耗的电功率最大？
(3)R2取何值时， R1消耗的电功率最大？
(4) R2 取何值时，电源的效率最高？
R2
R1
E r
典题精析
规律 方法 技巧
1.电源有最大输出功率的四个条件：
(1)闭合电路为纯电阻电路；
(2)电源的电动势和内阻不变；
(3)Ｒ为外电路总电阻，并且是变化的；
(4)外电阻等于内电阻，利用等效内阻的方法是解答第二问的最佳方法.
2.当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效率才50%；
3.模型化归：研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值电阻看作内阻.
课堂小结
W = Q外＋Q内
E＝IR+Ir
纯电阻电路
R外增大 ，U路增大
