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1、12.2 12.2 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律问题问题 ？图中小灯泡的规格都相同，图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。度明显比单独一个小灯泡暗。这是为什么呢？这是为什么呢？如何解释这一现象？如何解释这一现象？如图如图 12.2-1，由导线、电，由导线、电源和用电器连成的电路叫源和用电器连成的电路叫作作闭合电路闭合电路。用电器和导。用电器和导线组成外电路，电源内部线组成外电路，电源内部是内电路。是内电路。-+A+_B_P-复习回顾一.电源1.1.把跑到电源正极的自由电子通过电源内把跑到
2、电源正极的自由电子通过电源内部从电源部从电源正极正极搬回电源搬回电源负极负极的装置的装置. .2.2.作用作用: :保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差( (电压电压),),使使电路有电路有持续持续的电流的电流. .考虑到电流的方向与正考虑到电流的方向与正电荷定向移动的方向相电荷定向移动的方向相同，为了方便，下面不同，为了方便，下面不妨等效为正电荷的定向妨等效为正电荷的定向移动进行讨论。移动进行讨论。正极正极负极负极电源电源+1 1、在导线中，电场方向、在导线中，电场方向是怎样的？是怎样的？3 3、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？
3、如何？4 4、电源把正电荷从电源的负极搬回正极，电场力做、电源把正电荷从电源的负极搬回正极，电场力做正功还是负功？（电势能增加还是减小？）正功还是负功？（电势能增加还是减小？）5 5、什么力把正电荷拉回正极？、什么力把正电荷拉回正极？从能量的角度看，电源的作用是什么？从能量的角度看，电源的作用是什么？ 2 2、导线中电流方向是怎样的？、导线中电流方向是怎样的？正电荷在导线中如何移动？正电荷在导线中如何移动？根据已学知识，思考回答根据已学知识，思考回答以下问题以下问题（在电源内部，静电力阻碍正电荷向正极移动）（在电源内部，静电力阻碍正电荷向正极移动）非静电力非静电力 从能量的角度看电源是通过从能
4、量的角度看电源是通过非静电力非静电力做功做功把把其他形式的能转化为电能其他形式的能转化为电能的的装置。装置。一、电源的作用一、电源的作用 在电池中，在电池中，非静电力是化学作用，它非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能，使化学能转化为电势能，非静电力是电磁作用，它非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能使机械能转化为电势能想一想，不同电源想一想，不同电源把其他形式的能转化为电势能的把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？即本领相同吗？即不同的电源，非不同的电源，非静电力做功静电力做功本领相同吗？本领相同吗？1.1.定义：定义：非静电力非静电力把正电荷在电源把正电荷在电源内部内部从负极从负
5、极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值比值。二、电动势二、电动势2.2.定义式：定义式： EWq3.3.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的电能的本领本领，数值上数值上等于等于非静电力把非静电力把1C1C的正电的正电荷荷在电源内部从负极移送到正极在电源内部从负极移送到正极所做的功所做的功。 电动势是电动势是1.5V1.5V的物理意义是什么？的物理意义是什么？不同的电源不同的电源，把其他形式的能转化为电能，把其他形式的能转化为电能本领本领不相同，即不相同，即不同的电源，非不同的电源，非静电力做功静电力做功本领不
6、相同本领不相同E=WE=W非非/q/q 二、电动势二、电动势伏特伏特 V V 1V=1J/C1V=1J/C4 4、单位：、单位：6 6、标量、标量5 5、特点：特点：电动势由电源中非静电力的特性决电动势由电源中非静电力的特性决定（取决于电池正、负极材料及电解液的化学定（取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质），跟电源的体积、形状无关，与是否联性质），跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。入电路及外电路的情况无关。7 7、内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电、内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。通常记作路中的电阻叫内电阻，简称内阻。通常记作r
7、r，它是电源的另一重要参数它是电源的另一重要参数我们可以将电源看作一我们可以将电源看作一个没有电阻的理想个没有电阻的理想电源与电阻的串联（图电源与电阻的串联（图 12.2-3），这个电阻的），这个电阻的电势也会沿电流方向降电势也会沿电流方向降低。低。三、闭合电路三、闭合电路: :1 1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。外电路外电路: :电源外部的用电器和导线构成外电路电源外部的用电器和导线构成外电路. .内电路内电路: :电源内部是内电路电源内部是内电路. .闭合电路闭合电路部分电路部分电路rERK内电路内电路外电路外电路 在在外电路外电路中，电流方
8、向由正极中，电流方向由正极流向负极，流向负极，沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低。 在在内电路内电路中，即在电源内部，中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极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移到正极，所以电流方向为负极流向正极。向正极。2 2、闭合回路的电流方向、闭合回路的电流方向 内内电路与电路与外外电路中的电路中的总电流总电流是是相相等等的。的。3 3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况（1 1）在外电路中，沿电流方向电势降低。）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2 2）在内电路中，一方面，存在内阻，）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电
9、势也降低；另一方面，沿沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势电流方向存在电势“跃升跃升”。bdacababcd4 4讨论讨论1 1、若外电路中的用电器是纯电阻、若外电路中的用电器是纯电阻R R，在时间，在时间t t内外电路中有多少电能转化为内能？内外电路中有多少电能转化为内能？rERK内电路内电路外电路外电路Q外外=I I2Rt2 2、内电路也有电阻、内电路也有电阻r r，当电流通，当电流通过内电路时，也有一部分电能转过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？化为内能，是多少？Q内内=I I2rt3 3、电流流经电源时，在时、电流流经电源时，在时间间t t内非静电力做多少功内非
10、静电力做多少功W=EqEI It4 4、以上各能量之间有什么关系？、以上各能量之间有什么关系？ 根据能量守恒定律，因非静电力做功将根据能量守恒定律，因非静电力做功将其他形式的能转化为电能，转化的数值与其他形式的能转化为电能，转化的数值与非静电力做的功非静电力做的功 W 相等。而电流做功会将相等。而电流做功会将电能转化为其他形式的能，则电能转化为其他形式的能，则W=Q外外+Q内内即：即：EI It=I I2Rt+I I2rt、表述：闭合电路的电流跟电源的、表述：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比之和成反比、对纯电阻电路、对纯电阻电路
11、rREIIrIRE 即rREI四、闭合电路欧姆定律四、闭合电路欧姆定律 EIR r说明：说明：四、闭合电路欧姆定律四、闭合电路欧姆定律：IRU外 1 1、 是外电路的电势降落，习惯上叫是外电路的电势降落，习惯上叫外外电压（也叫路端电压）电压（也叫路端电压）IrU内 2 2、 是内电路的电势降落，习惯上叫是内电路的电势降落，习惯上叫内电压内电压. . E = IR+Ir = U +U外内 3. E = IR+Ir E = U +U外内（只适用于纯电阻电路）（只适用于纯电阻电路）（既适用于纯电阻电路，也（既适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路）适用于非纯电阻电路）外电路两端的电压叫路端电压外电路
12、两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小路端电压路端电压: :IrEU五、路端电压与负载的关系五、路端电压与负载的关系、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外电路）外电路断路断路时时ab我们常根据这个道理测量电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电动势。电源的内阻电源的内阻 r 一般都很小，例如，铅蓄电池的一般都很小，例如，铅蓄电池的内阻只有内阻只有0.005 0.1 ，干电池的内阻通常，干电池
13、的内阻通常也不到也不到 1 ，所以短路时电流很大。电流过大，所以短路时电流很大。电流过大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。ababbdca5 5bdca、电源的路端电压、电源的路端电压U U随电流随电流I I变化的变化的图象（电源的外特性曲线）图象（电源的外特性曲线） （1 1）图象的函数表达：）图象的函数表达： IrEU（2 2）图线的物理意义）图线的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势在纵轴上的截距表示电源的电动势E E rEI/短在横轴上的截距表示电源的短路电流在横轴上的截距表示电源的短路电流（强调：纵轴起点为强调：纵轴起点为0 0的前
14、提下的前提下）图象斜率的绝对值表示图象斜率的绝对值表示电源的内阻电源的内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害拓展学习拓展学习六、欧姆表的原理六、欧姆表的原理 欧姆表是在电流表的基础欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。为了使测量电阻上改装而成的。为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应时电流表指针能够偏转，表内应有电源。图有电源。图 12.2-6 是一个简单是一个简单的欧姆表电路。的欧姆表电路。拓展学习拓展学习六、欧姆表的原理六、欧姆表的原理 设电源的电动势为设电源的电动势为 E，内阻，内阻为为 r，电流表的电阻为，电流表的电阻为 Rg，可，可变电阻为变电阻为 R1，电流表
15、满偏电流，电流表满偏电流为为 I Ig，欧姆表的总电阻为，欧姆表的总电阻为 R。 当红、黑表笔直接接触时当红、黑表笔直接接触时（相当于被测电阻为（相当于被测电阻为 0），调节），调节欧姆调零旋钮，使电流表指针欧姆调零旋钮，使电流表指针指在最大值指在最大值 I Ig 处，由闭合电路处，由闭合电路的欧姆定律可得：的欧姆定律可得：1ggEEIRr RR 拓展学习拓展学习六、欧姆表的原理六、欧姆表的原理1xgxxEEIRr RRRR 可推知：可推知： xxERRI 由上式可知，电阻与电流存在一一对应的由上式可知，电阻与电流存在一一对应的关系。因此，只要将原来的电流刻度转换成对关系。因此，只要将原来的电
16、流刻度转换成对应的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻值，应的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻值，Rx与与I Ix之间不是线性关系，所以刻度盘上电阻之间不是线性关系，所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。值的刻度不均匀。1xgxxEEIRr RRRR 由知：七、闭合电路中的功率七、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，内外UUE由由 IUIUEI内外得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率） EIP 总2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率） IUP外外3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率
17、rIIUP2内内4 4、供电效率、供电效率 =P P出出/P/P总总U U外外/E /E 小结小结1 1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 rREI2 2路端电压跟负载的关系路端电压跟负载的关系： IrEU（1 1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动）表述：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势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比（2 2）表达式）表达式（1 1）路端电压随外电路电阻）路端电压随外电路电阻R R增大而增大增大而增大/00RIE rU端，0RIE 端，U断路断路短路短路（2 2）路端电压）路端电压U U 随电流随电流I I变化的图变化的图线线 1 1、
18、在如图所示的电路中，电源的电动、在如图所示的电路中，电源的电动势为势为1.5V1.5V，内阻为，内阻为0.120.12，外电路的电，外电路的电阻为阻为1.381.38， 求电路中的电流和路端求电路中的电流和路端电压电压. .RSEr 课堂训练课堂训练I = 1 AU = 1.38V2 2、 如图，如图，1 1=14,=14,2 2=9,=9,当开关当开关处于位置处于位置1 1时时, ,电流表读数电流表读数I I1 1=0.2A=0.2A；当；当开关处于位置开关处于位置2 2时时, ,电流表读数电流表读数I I2 2=0.3A=0.3A求电源的电动势求电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r。1
19、AR1R22Er 课堂训练课堂训练E = 3V E = 3V r = 1r = 1课堂训练课堂训练3 3、如图，、如图，R R0.80.8当开关当开关S S断开时电压断开时电压表的读数为表的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时电压闭合时电压表的读数为表的读数为1.2V1.2V则该电源的电动势和则该电源的电动势和内电阻分别为多少内电阻分别为多少? ?小结小结: :1 1、什么是电源？、什么是电源？2 2、电源电动势的概念、电源电动势的概念? ?物理意义物理意义? ?把其它形式的能转化成电能的装置。把其它形式的能转化成电能的装置。（1 1）定义：在电源内部非静电力把单位正电）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极搬回正极所做的功。荷从电源的负极搬回正极所做的功。（2 2）意义：电动势表示电源将其他形）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为电能本领。式的能转化为电能本领。3 3、如何计算电路中电能转化为其它形式的、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？能？W =U I t对于纯电阻电路对于纯电阻电路t22UW=UIt=I Rt=R 课堂训练课堂训练4、