物理选修3-1人教新课标2.7闭合电路的欧姆定律（23张）
文档属性
| 名称 | 物理选修3-1人教新课标2.7闭合电路的欧姆定律（23张） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-12 07:39:41 | ||
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
2.7
闭合电路的欧姆定律
回顾与思考
1、什么是电源？
2、电源电动势的概念?物理意义?
把其它形式的能转换成电能的装置。
（1）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。
（2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。
3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？
W=IUt
对于纯电阻电路
学习目标
闭合电路的欧姆定律
描述闭合电路的基本物理量
用导线把电源、用电器连成一个闭合电路
r
E
R
K
内电路
外电路
外电路：电源外部的用电器
和导线构成外电路。
内电路：电源内部是内电路。
B
A
C
D
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。
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”。
2.
闭合电路的欧姆定律的推导
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
根据I，R的关系，有
3.闭合电路的欧姆定律
（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。
电源电动势等于内、外电路电势降落之和
（2）表达式：
（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路
4.
对闭合电路的欧姆定律几个变形式的理解
（1）
，对纯电阻和非纯电阻电路均适用；
只适用于纯电阻电路
（2）在纯电阻电路中，
（3）在纯电阻电路中，外电阻发生变化时，不变的量是电源电动势E和内电阻
r
。
思考
1.判断下列说法的正误
（1）电源短路时，输出电流无线大。
（
）
（2）外电路电阻越大，输出电流越大。
（
）
（3）电源短路时，电源的内电压等于电动势。
（
）
（4）电源断路时，路端电压最大。
（
）
路端电压与负载、电流的关系
路端电压与负载的关系
（1）当外电路断开时，
R→∞，I=0，
U内=0，
U外=Ｅ
（2）当电源两端短路时，
R＝0，I=Ｅ/r，
U=0，U内=Ｅ
2.
路端电压与电流的关系
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
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)图象的意义
思考
2.
用电压表直接去测量电源两极的电压，这个电压是不是电源的电动势？什么情况下，可以认为所测电压等于电动势？
不是，因为电压表直接去测电源两极的电压时，电压表相当于负载接入电路，所测电压实际是路端电压，小于电动势。但一般情况下，电压表内阻非常大，此时
U
≈
E
，故可近似测出电源的电动势。
闭合电路的功率和效率
电源的总功率
电源将其他形式的能转化为电能的功率，
电源的输出功率
对于纯电阻电路，
3.
电源输出功率与外电阻R的函数图象
当R=
r
时，电源输出功率最大
当R＜
r
时，随R的增大输出功率越来越大；
当R＞
r
时，随R的增大输出功率越来越小；
当P出＜Pmax时每个输出功率有两个可能的外电阻值，
且R1R2=
r2
r
P出
0
R
P
R1
R2
4.
几种功率及相互关系
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
电路的动态分析
引起电路特性发生改变的三种情况
（1）滑动变阻器位置变化，使电路电阻发生变化。
（2）开关的闭合、断开或换向使电路结构发生变化。
（3）非理想电表的接入使电路结构发生变化。
2.
分析方法
基本思路：从局部到整体，再从整体到局部．
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
3.
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
含有电容器的电路
电路特点
当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻无限大的元件，相当于断路。
E
K
C1
1
2
2.
若求电容器所带电荷量，可用理想电压表代替，此电压表即为电容器两端的电压。
由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，电阻相当于导线
当电容器和电阻并联后接入电路，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。
E
R1
C1
E
R1
C1
R2
课堂小结
巩固训练
例1．有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内电阻分别为r1和r2。将它们分别连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（
）
A.
图象交点所示状态，
两电路的外电阻相等
B.
E1>E2，r1>r2
C.
图象交点所示状态，
两电路的电阻相等
D.
E1>E2，r1AB
U
I
O
1
2
例2.如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻为R1、R2和R3的阻值相同。在开关S处于闭合状态下，若将开关S1由位置1切换到位置2，则（
）
A、电压表的示数变大
B、电池内部消耗的功率变大
C、电阻R2两端的电压变大
D、电池的效率变大
B
R1
R2
R3
V
1
2
s
s1
E
r
2.7
闭合电路的欧姆定律
回顾与思考
1、什么是电源？
2、电源电动势的概念?物理意义?
把其它形式的能转换成电能的装置。
（1）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。
（2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。
3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？
W=IUt
对于纯电阻电路
学习目标
闭合电路的欧姆定律
描述闭合电路的基本物理量
用导线把电源、用电器连成一个闭合电路
r
E
R
K
内电路
外电路
外电路：电源外部的用电器
和导线构成外电路。
内电路：电源内部是内电路。
B
A
C
D
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。
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”。
2.
闭合电路的欧姆定律的推导
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
根据I，R的关系，有
3.闭合电路的欧姆定律
（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。
电源电动势等于内、外电路电势降落之和
（2）表达式：
（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路
4.
对闭合电路的欧姆定律几个变形式的理解
（1）
，对纯电阻和非纯电阻电路均适用；
只适用于纯电阻电路
（2）在纯电阻电路中，
（3）在纯电阻电路中，外电阻发生变化时，不变的量是电源电动势E和内电阻
r
。
思考
1.判断下列说法的正误
（1）电源短路时，输出电流无线大。
（
）
（2）外电路电阻越大，输出电流越大。
（
）
（3）电源短路时，电源的内电压等于电动势。
（
）
（4）电源断路时，路端电压最大。
（
）
路端电压与负载、电流的关系
路端电压与负载的关系
（1）当外电路断开时，
R→∞，I=0，
U内=0，
U外=Ｅ
（2）当电源两端短路时，
R＝0，I=Ｅ/r，
U=0，U内=Ｅ
2.
路端电压与电流的关系
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
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)图象的意义
思考
2.
用电压表直接去测量电源两极的电压，这个电压是不是电源的电动势？什么情况下，可以认为所测电压等于电动势？
不是，因为电压表直接去测电源两极的电压时，电压表相当于负载接入电路，所测电压实际是路端电压，小于电动势。但一般情况下，电压表内阻非常大，此时
U
≈
E
，故可近似测出电源的电动势。
闭合电路的功率和效率
电源的总功率
电源将其他形式的能转化为电能的功率，
电源的输出功率
对于纯电阻电路，
3.
电源输出功率与外电阻R的函数图象
当R=
r
时，电源输出功率最大
当R＜
r
时，随R的增大输出功率越来越大；
当R＞
r
时，随R的增大输出功率越来越小；
当P出＜Pmax时每个输出功率有两个可能的外电阻值，
且R1R2=
r2
r
P出
0
R
P
R1
R2
4.
几种功率及相互关系
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
电路的动态分析
引起电路特性发生改变的三种情况
（1）滑动变阻器位置变化，使电路电阻发生变化。
（2）开关的闭合、断开或换向使电路结构发生变化。
（3）非理想电表的接入使电路结构发生变化。
2.
分析方法
基本思路：从局部到整体，再从整体到局部．
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
3.
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
含有电容器的电路
电路特点
当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻无限大的元件，相当于断路。
E
K
C1
1
2
2.
若求电容器所带电荷量，可用理想电压表代替，此电压表即为电容器两端的电压。
由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，电阻相当于导线
当电容器和电阻并联后接入电路，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。
E
R1
C1
E
R1
C1
R2
课堂小结
巩固训练
例1．有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内电阻分别为r1和r2。将它们分别连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（
）
A.
图象交点所示状态，
两电路的外电阻相等
B.
E1>E2，r1>r2
C.
图象交点所示状态，
两电路的电阻相等
D.
E1>E2，r1
U
I
O
1
2
例2.如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻为R1、R2和R3的阻值相同。在开关S处于闭合状态下，若将开关S1由位置1切换到位置2，则（
）
A、电压表的示数变大
B、电池内部消耗的功率变大
C、电阻R2两端的电压变大
D、电池的效率变大
B
R1
R2
R3
V
1
2
s
s1
E
r