12.2 闭合电路的欧姆定律 课件 41张PPT

第2节闭合电路的欧姆定律
第十二章电能 能量守恒定律
只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？
新知探究
知识点 电动势
1
新知探究
1、电源外部，正电荷将怎样移动？
2、电源内部，正电荷将怎样移动？
3、电源内部的正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？做正功还是负功？
从正极到负极
从负极到正极
从正极指向负极
负功
非静电力
正功
知识点 电动势
1．电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。
在电池中是非静电力指化学作用，它使化学能转化为电势能，在发电机中非静电力是指电磁作用，它使机械能转化为电势能。
1
新知探究
知识点 电动势
2．电动势
非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值．
E＝???????? （注意不要与电场强度E混淆）
?
1
新知探究
知识点 电动势
2．电动势
单位：伏特，用符号“V”表示．1V=1J/C
物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
1
新知探究
知识点 电动势
2．电动势
方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极．
特点：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关，对于电池来说，电动势跟电池的体积无关。如1号、5号、7号等干电池电动势均为1.5V。
1
新知探究
知识点 电动势
电动势与电势差的比较
1
新知探究
知识点 电动势
1
新知探究
例1、关于电动势，下列说法正确的是：
A、 在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B、对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大
C、电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多
D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
AC
知识点 电动势
1
新知探究
例2、铅蓄电池的电动势为2V，这表示：
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
ABD
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.电源的内阻：
电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻，内阻与电动势为电源的两个重要参数，内阻用符号r表示。
2
新知探究
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2.闭合电路欧姆定律
2
新知探究
A
E , r
S
R
外电路（用电器，导线等）
内电路（电源内部）
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2
新知探究
外电路:
正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向
内电路:
电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处，所以沿着电流方向电势升高
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低
2
新知探究
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2
新知探究
外电路消耗电能
内电路消耗电能
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2
新知探究
电源中非静电力做的功：
根据能量守恒定律：
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2.闭合电路欧姆定律
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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
????=????????+????
公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。
?
2
新知探究
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
2.闭合电路欧姆定律
适用范围：外电路为纯电阻的电路。
2
新知探究
知识点 闭合电路欧姆定律及其能量分析
其它几种表示形式
2
新知探究
知识点 路端电压与负载的关系
3
新知探究
当外电路电阻增大（或减少）时，电流怎样变化？路端电压如何变化？
E、r
s
R1
A
V
R0
负载
R I U
R I U
知识点 路端电压与负载的关系
3
新知探究
哪些物理量变化？哪些物理量不变？
????????????????=????????+????
U＝E－Ir
?
E、r
s
R1
A
V
R0
闭合电路欧姆定律:
路端电压:
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
知识点 路端电压与负载的关系
3
新知探究
1.外电路中的用电器叫负载，外电路的电势降落叫路端电压。
2.电源一定时，电流、路端电压、内电压会随外电路电阻R的改变而改变，变化情况如下表。 (↑表示增加，↓表示减少)
知识点 路端电压与负载的关系
3
新知探究
知识点 路端电压与负载的关系
3
新知探究
3.路端电压与电流的关系
(1)公式：U＝E－Ir.
(2)图象(U?I图象)，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．
知识点 闭合电路的动态分析
电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、移动滑动变阻器的滑片等，引起电路中各物理量的变化。
4
新知探究
知识点 闭合电路的动态分析
(2)动态分析的思路：“局部→整体→局部”，
4
新知探究
知识点 闭合电路的动态分析
(2)动态分析的思路：“局部→整体→局部”，即：
4
新知探究
知识点 闭合电路的动态分析
(3)一个结论：“串反并同”
①“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．
②“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．
4
新知探究
名师指点
(1)在闭合电路中，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)。
(2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。
名师指点
闭合电路中的最大功率问题
名师指点
闭合电路中的最大功率问题
名师指点
(1)当电源输出功率最大时，机械效率η＝50%。当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。
(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同。
1.在如图所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为 不变),? 电压表为理想电压表，R1 ． R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，将滑动变阻器的滑 片向上移动，则（??? ）
A.?电压表的示数变大?????
B.?小灯泡消耗的功率变小?????
C.?通过R2的电流变小?????
D.?电源的内耗电压变大
课堂训练
解析：A．滑动变阻器的滑片向上移动，则电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小，A不符合题意；
B． 由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，B符合题意；
CD．因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大，CD不符合题意；
故答案为：B。答案：B
课堂训练
2.在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当移动滑动变阻器滑片时，电源的效率减小，则（?? ）
A.?电源的总功率一定增大
B.?电源的输出功率一定增大
C.?电源内部消耗的功率一定减小
D.?电流表示数一定减小
课堂训练
解析：电源的效率
电源的效率减小，可知总电阻减小，滑动变阻器的滑片向右移动，由闭合电路欧姆定律得
可知干路电流I变大，电源的总功率????总=EI
可知P总增大；由于电源的内阻与外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化；
?
课堂训练
解析：由????内=????2r
得知电源内部消耗功率一定增大．
电路中并联部分的电压????并=E-I（r+????1）
????并减小，电阻????2的电流减小，电流表的示数????????=I-????2变大．
A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A。
答案：A
?
课堂训练
3. 某光敏电阻RT没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，有光照射时，阻值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下列说法正确的是（?? ）
A.?白天流过R1的电流小于晚上流过R1的电流??????
B.?白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流
C.?该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能????
D.?继电器所在电路，电源的输出功率晚上比白天的大
课堂训练
解析：A．白天有光照，光敏电阻阻值小，电路的总电阻就小，根据闭合电路的欧姆定律，干路电流变大，所以白天流过????1的电流大于晚上流过????1的电流。A不符合题意；
B．白天干路电流较大，所以内电阻及????1的电压较大，并联电路的电压较小，则????3的电流较小，即白天流过????3的电流小于晚上流过????3的电流。B符合题意；
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课堂训练
解析：C．白天流过????3的电流较小，所以流过线圈的电流较小，则白天电磁继电器不工作，即该电路能实现灯泡白天不亮，晚上亮的功能。C不符合题意；
D．当内外电阻相等时，电源输出的功率最大。由于不知道内外电阻的大小关系，所以当外电阻变化时，不能确定输出功率的变化。D不符合题意。
故答案为：B。
答案：B
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课堂训练
谢谢