新教材物理必修第三册 12.2 闭合电路的欧姆定律 课件（35张ppt）

第2节　闭合电路的欧姆定律
1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2.了解电路中（电源外部和内部）自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3.了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。了解电源内电阻。
4.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化。
5.理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。
6.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。
7.通过对欧姆表的讨论，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表测量电阻的原理。
学习目标
一 电动势
1.在内外电路中电流的方向如何呢？
外电路（除电源外）,由正到负
内电路（电源内部）,由负到正
2.电动势的定义式及单位？
非
伏特（V） 1V=1J/C
2、电源的内部，电场方向如何？
1、电源的外部，正电荷将怎样移动？
3、电源的内部，正电荷将怎样移动？
从负极到正极
从正极指向负极
从正极到负极
外电路
内电路
正极
电源
负极
外电路
内电路
正极
电源
负极
4、电源的内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？电势能如何变化？
从正极指向负极
负功 增加
5、电源中是什么力把正电荷从负极搬运到正极的？做正功还是负功？
F电
非静电力
正功
F非
6、电源内部的非静电力是由什么提供的？
外电路
R
S
+
—
r
E
1、电路构成
二 闭合电路欧姆定律
部分电路欧姆定律
外电路
内电路
内电路
S
R
+
—
R
S
+
—
r
E
2、闭合电路
3、电路中的电势变化情况
a
b
c
d
在外电路中，沿电流方向电势降低。
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，非静电力做功电势“跃升”。
b
d
a
c
（1）在时间t内,外电路中有多少电能转化为内能？
（2）内电路有电阻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？
（3）电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？
Q外=I2Rt
Q内=I2rt
W非 = Eq = EIt
（4）根据能量守恒定律能得出什么结论？
EIt =I2Rt +I2rt
如图：电源电动势为E，内阻为r,外电路电阻为R，闭合电路电流为I
4.闭合电路能量关系
（3）适用条件：（1） 适用于纯电阻电路。
（2）U外=IR,也叫路端电压；
（3）U内=Ir,也叫内电压
（1）内容：闭合电路中的电流I 跟电源的电动势E成正比,跟内外电路的电阻之和R+r成反比．
（2）表达式：
E=IR+Ir
或
5.闭合电路欧姆定律
或????=????内+????外
?
R
U内
I
r
U外
E
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
结论：U=E-IR
三 路端电压和负载的关系
1.表达式
U外=E-Ir
2.U-I图象
E
E/r
|k|=r
短路
断路
部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律的比较
两种特例
短路：
U内=E，U外=0
断路：
U内=0，U外=E
想一想：
闭合开关后电压表示数为什么会变小呢？
V
r
物理与生活
为什么晚上7、8点钟的时候家里面的灯光发暗，而夜深人静时又变亮了呢？
s1
s2
L1
L2
L3
R
I
U内
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U内= Ir
E=U外+U内
E
Rg
+ r + R
Ig=
E
Rg
+ r + R
Rx
+
Ix=
I=0
闭合电路欧姆定律 (电阻测量转换为电流测量)
改变Rx ,电流Ix随之改变,Rx与Ix一一对应. 表头刻度Ix
Rx
R内=Rg+r+R=R中
欧姆表:内阻
中值电阻
刻度
四 欧姆表原理:
Ix =
E
Rg+r+R+Rx
E
=
R内+Rx
Rx= -R内
E
Ix
0
5
10
15
Ω
Ω
20
30
40
50
100
200
500
∞
1k
(1)零刻度在右边，左边为无限大。
(2)刻度不均匀,左边密、右边稀。
刻度:
(3) 刻度顺序与电流表、电压表的刻度顺序相反.
Rx
题1［2019·山东潍坊高一检测］铅蓄电池的电动势为2 V，这表示 （　　）
A.铅蓄电池两极间的电压可以大于2 V
B.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变成电能
C.电路中每通过1 C电量，电源把2 J的化学能转变为电能
D.铅蓄电池将化学能转变成电能时，静电力做的功比一节干电池（电动势为1.5 V）的大
常考题型
题组一　?对电动势的理解
?
C
【解析】　A错：铅蓄电池两极间的电压不可能大于2 V。
B错，C对：铅蓄电池的电动势为2 V，根据W=qU，表示电路中每通过1 C电量，电源把2 J的化学能转化为电能，与时间无关。
D错：电源通过非静电力做功，铅蓄电池将化学能转变成电能时，非静电力移动单位正电荷做的功比一节干电池（电动势为1.5 V）的大。
ACD
电源电动势的大小
①电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
②电动势在数值上等于电路中通过单位电荷时，电源所提供的电能。
③电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
④电源电动势在数值上等于内、外电压之和。
提示：每节干电池的电动势为1.5 V，每节蓄电池的电动势为2 V。
题组二　闭合电路的欧姆定律
1 欧姆定律的基本应用
2
1.28
题5［北京卷］如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大，电流表的示数减小
D.电压表的示数减小，电流表的示数增大
A 　
2 电路的动态分析
【解析】　当滑动变阻器的滑片下移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路的欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小。由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表的示数减小。
D　
题6［2019·贵州遵义高二检测］如图所示是一火灾报警器的电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A.I变大，U 变大　　　　
B.I变大，U 变小
C.I变小，U 变大　　　　
D.I变小，U 变小
?
A
3 电路的故障分析
【解析】　电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路；电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路。当电压表并联在A、C两点间或A、B两点间时，电压表读数都为U，当并联在B、C两点间时，电压表的读数为零，综合判断电路的故障可能是AB段断路，也可能BC段短路。
解析：（1）断开开关，多用电表接a、c点可以看成直接测量蓄电池的电动势，读数接近标称值，说明蓄电池正常。
（2）闭合开关，多用电表接b、c点，测量结果应当是小灯两端的电压，根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir，这个值应当小于电源电动势。但实际测量结果和（1）中相同，说明bc段存在断路情况，出现故障的应是小灯。
11.5
　蓄电池
小灯
4 含电容器电路的分析
B
D　
题组三　电源的输出功率
AB
C
题组四　闭合电路中的U-I图像
　C
黑
5
题组五　欧姆表的工作原理
100
300
谢谢！