2017-2018学年教科版选修3-1___第二章第4节_电源的电动势和内阻_闭合电路欧姆定律__课件（37张）

课件37张PPT。2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律第二章 直流电路电源 1.能把自由电子从负极搬到正极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.+_电源的电动势和内阻一、电源（从能量的角度看）1.概念：电源是一种把其它形式能转化为电势能的装置
2.作用：将其它形式的能转变为电势能；保持导体两端有持续的电压。 （1）根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？（2）不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？非静电力: 【资料卡】
电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极，负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用。
电源内部的非静电力使电源两极间产生并维持一定的电势差。当电源两极与电路（例如导体）接通后，在静电力推动下，正电荷从电源正极经电路移至负极，电势降低；在电源内部，非静电力克服静电力的阻碍，使正电荷又从负极经电源内部移至正极，从而形成电荷流动的回路。因此，静电力和非静电力是构成电流回路的两个必要因素。
非静电力有不同的来源。在化学电池（干电池、蓄电池）中，非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用；在温差电源中，非静电力是一种与温度差和电子浓度差相联系的扩散作用；在一般发电机中，非静电力起源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。变化磁场产生的有旋电场也是一种非静电力，但因其力线呈涡旋状，通常不用作电源，也难以区分内外。抽水机增加水的重力势能电源增加电荷的电势能不同的抽水机
抽水的本领(举起高度)不同
使单位质量的水所增加的重力势能不同不同的电源
非静电力做功的本领不同
使单位正电荷所增加的 电势能不同抽水机电源 干电池
1.5V
1.5V
微型电池
250V
3V 蓄电池
200V
6V
1、某种干电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5J的功，把1.5J化学能转化成1.5J的电势能;
2、某种纽扣电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;
3、某种蓄电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0J的功，把6.0J化学能转化成6.0J的电势能;资料卡二、电动势1.电动势：电源将其他形式的能转化为电势能的特性用电动势（electromotive force)表征，它等于电源未接入电路时两极之间的电势差，用字母E表示。2.电动势单位： 伏特（V） 1V=1J/C各种电池生活中的电池锂离子
电池标称电压3.6V容量：
950mA.h
禁止投入火中
限制电压4.2V3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量
单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)1、电源的电动势手机待机时间长短和哪个参数有关?三、电源的重要参数2、电源的内阻:电源内部的电阻，简称内阻（internal resistance）A、电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能
B、蓄电池两极间的电压为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1、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）ABD课堂练习闭合电路部分电路内电路外电路2.外电路和内电路:
（1）外电路:电源外部的用电器和导线等构成外电路.
（2）内电路:电源内部的电路是内电路.1.闭合电路：闭合电路是指电荷沿电路绕一周可回到原位置的电路。一个简单的闭合电路由电源、用电器、导线和开关组成。一、闭合电路3.外电阻和内电阻 （1)外电阻：外电路的总电阻；（常称为电源的内阻 ）(2)内电阻： 内电路的电阻。 4.闭合电路的电流方向内电路与外电路中的总电流是相同的. 在外电路中，电流方向由正极流向负极.
在内电路中，即在电源内部，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.5.电路中的电势变化情况（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 （2）在内电路中，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”。电路中电势降落关系U内U外E结论：E = U外+ U内+++4２、表述：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。１、对纯电阻电路 二、闭合电路欧姆定律说明：1、 是外电路上总的电势降落，习惯上称路端电压（外电压），是电源加在负载（用电器）上的“有效”电压。3. 欧姆定律表达式的适用范围是什么？
所描述的侧重点各有什么不同？E= U外 + U内适用于纯电阻电路普遍适用　外电路两端的电压叫路端电压．１、如图电路：R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小路端电压:三、路端电压跟负载的关系２、两个特例：（2）外电路短路时（1）外电路断路时例题P58ab断路短路1.图象的函数表达：
即U是I 的一次函数； 四.U—I 关系图象2.图象的物理意义：
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E；
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
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。3.断路和短路
（1）断路：R无穷大，I 为0，I、 r也为0 ，U = E 。（电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压）
（2）短路：R=0 ， ，r 很小（蓄电池0.005—0.1 Ω，干电池小于1Ω），电流太大，烧坏电源，还可能引起火灾. 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。W=E外+E内即：EIt=I2Rt+I2rt1．外电路中，电能转化其它形式的能,同时电源的内电阻将电能转化为内能。电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和。
2.上述所消耗的电能，均由电源提供。电源将其它形式的能转化为电能。电源的电动势越大，将其它形式的能转化为电能的本领越大。五、闭合电路中的能量转化E=U外+U内EI=U外I+U内IEIt=U外It+U内ItW=W外+W内（适用于纯电阻电路）（普遍适用）例1.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：分析：已知电动势 E = 1.5 V，内电阻
r = 0.12Ω，外电阻R = 1.38 Ω由闭合电路欧姆定律I === 1 A路端电压U=I R=1×1.38=1.38V经典例题I1R1+ I1r = I2 R2+ I2 r
例2.如图所示, R1= 14Ω，R2= 9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为 I1= 0.2A；当开关S切换到位置2时电流表的示数为I2= 0.3A.求电源的电动势E和内阻r.由闭合电路欧姆定律解：开关切换到位置2：E = I1 R1+ I1 rE = I2 R2+ I2 r开关切换到位置1：消去 E将 r代入E = I1 R1+ I1 r 得r == 1ΩE = 3V(1)I=1A(2)Q=1.2X10-4C例3.如图,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.电池内阻可忽略.
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.
(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.六、含电容器电路的分析思路方法：1、电路稳定后，电容器在电路中就相当于断路;2、电路稳定后，电容所在电路无电流，所以其两端的电压就是所在支路两端的电压;3、电路的电压、电流变化时，会引起电容器的充放电，进而引起内部电场的变化。 1.如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电源的电动势为 V,内阻为 Ω30.5课堂训练 2.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器的滑动触点向左端移动时（ ）
A、电压表的读数增大，电流表的读数减小
B、电压表和电流表的读数都增大
C、电压表和电流表的读数都减小
D、电流表的读数增大，电压表的读数减小?A1、当外电阻增大时，电流 ，路端电压 。 2、当外电阻减小时，电流 ，路端电压 。 减小增大增大减小63、外电路断路时,4、外电路短路时，知识梳理减小 电动势 短路电流 内阻 (2)当外电路电压U=0时,横坐标的截距为 .
(3)图线的斜率的绝对值为电源的 .
(4)对于U—I图像中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横坐标的交点坐标小于短路电流,但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻.5.U-I关系图:如图所示,路端电压随着电路中电流的增大而 .UIEIm0