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1、闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 高中物理高中物理人教版人教版选择性必修选择性必修 3 3第第1212章第章第 2 2 节节想一想想一想 图中三只图中三只规格相同规格相同的小灯泡并联在的小灯泡并联在电路中，电路中，依次闭合电键依次闭合电键S S1 1、S S2 2、S S3 3，着，着重观察重观察小灯泡小灯泡L L1 1的亮度是否变化？怎样的亮度是否变化？怎样变化？如何解释这一现象呢？变化？如何解释这一现象呢？学习目标学习目标1.1.从能量转化的角度再认识电源的作用；知道引入从能量转化的角度再认识电源的作用；知道引入电电动势动势来描述电源内非静电力的特性。来描述电源内非静电力的特性。2.2
2、.理解闭合电路中内、外电路的能量转化，会利用能理解闭合电路中内、外电路的能量转化，会利用能量转化与守恒定律量转化与守恒定律推导推导闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律。3.3.理解理解闭合电路的欧姆定律，会应用闭合电路欧姆定闭合电路的欧姆定律，会应用闭合电路欧姆定律分析律分析路端电压与负载路端电压与负载的关系。的关系。认识闭合电路认识闭合电路闭合电路外电路内电路一、电动势一、电动势回顾回顾：“电源和电流电源和电流”的学习，电源是一种什么装置？它的作用是什么的学习，电源是一种什么装置？它的作用是什么？-A+B_HP-维持导体两端恒定的电势差，进而使得外电路中有稳定的电流。在电源内部，将自由电子从电源
3、的正极不断地搬运到负极。正电荷正电荷负负正正一、电动势一、电动势思考思考：在电源内部，电场方向如何？：在电源内部，电场方向如何？+正极负极+-存在由正极指向负极的静电场思考思考：该电场对电源内正电荷的静电力方：该电场对电源内正电荷的静电力方向如何？产生什么效果？向如何？产生什么效果？F静该静电力阻碍正电荷向正极移动F非静 从能量转化的角度，电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。AB水池抽水机一、电动势一、电动势思考思考：不同电源把其他形式的能转化为电势能的：不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领本领相同吗？物理学相同吗？物理学上用什么来描述电源的这种特性呢？上用什么来描述电源
4、的这种特性呢？在化学电池中，非静电力在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转是化学作用，它使化学能转化为电势能化为电势能 在发电机中，非静电力是电在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电磁作用，它使机械能转化为电势能。势能。表征电源将其他形式能转化为电能本领的大小。表征电源将其他形式能转化为电能本领的大小。1.1.定义：定义：2.2.定义式：定义式：3.3.单位：伏特（单位：伏特（V V）4.4.物理意义：物理意义：5.5.决定因素：决定因素：牛刀小试：牛刀小试：蓄电池蓄电池E=2V，若搬运，若搬运1C的正电荷，非静的正电荷，非静电力做功是多少焦耳？有多少焦耳化学能转变为电势电
5、力做功是多少焦耳？有多少焦耳化学能转变为电势能？能？W=Eq在物理学中，我们用在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表来表示电源的这种特性，叫作电动势，符号为示电源的这种特性，叫作电动势，符号为E E。由电源中非静电力特性决定，与外电路无关。由电源中非静电力特性决定，与外电路无关。一、电动势一、电动势二、二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律及能量分析部分电路闭合电路部分部分电路欧姆定律电路欧姆定律负载外电路内电路用电器 内阻沿电流方向电势降低内阻电势沿电流方向也会降低 在闭合电路中，电流在闭合电路中，电流I跟跟电源电动势电源电动势
6、E、内阻内阻 r 及外电及外电路电阻路电阻R之间有什么关系呢之间有什么关系呢？二、闭合电路欧姆定律及二、闭合电路欧姆定律及能量分析能量分析已知：电源电动势为已知：电源电动势为E，内阻为，内阻为r，外电路的用电器都，外电路的用电器都是纯电阻且阻值为是纯电阻且阻值为R，闭合电路的干路电流为，闭合电路的干路电流为I。问题 1：经时间 t，电源通过非静电力做功将多少其他形式能转化为电能？Q外 I2RtWEq EItQ内 I2rt问题 2：经时间 t，电流通过外电阻R做功时将多少电能转化为内能？问题 3：经时间 t，电流通过内电阻r做功时又将多少电能转化为内能？WQ外 Q内EIt I2Rt I2rtE
7、IR Ir二、二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律1.1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。之和成反比。2.2.公式：公式：3.3.适用条件：适用条件：外电路必须为纯电阻电路。外电路必须为纯电阻电路。二、二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律及能量分析 如图所示，如图所示，R1 11414，R2 299。当开关处于位置。当开关处于位置1 1时，电流表读时，电流表读数数I1 10.2 A0.2 A；当开关处于位置；当开关处于位置2 2 时，
8、电流表读数时，电流表读数I2 20.3 A0.3 A。求电源的。求电源的电动势电动势E 和内阻和内阻r.牛刀小试牛刀小试二、二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律的另一种表达形式闭合电路欧姆定律的另一种表达形式U外外=IRU内内=IrE=IR+IrE=U外外+U内内适用条件：适用条件：任意任意电路电路（纯电阻或非纯电阻电路均可）路端电压意义意义:电源的电动势电源的电动势等于内、外电路电等于内、外电路电势降落之和势降落之和.三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系RAVA实验探究实验探究外电阻外电阻 R 增大增大，电流，电流I ，路端电压路端电压U 。外
9、电阻外电阻 R 减小减小，电流，电流I ，路端电压路端电压U 。实验现象实验现象减小减小减小减小增大增大增大增大三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系RAVA实验探究实验探究三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系实验探究实验探究与与理论分析理论分析1 12 23 34 45 56 67 7干路电流干路电流I/AI/A0.13 0.13 0.16 0.16 0.19 0.19 0.22 0.22 0.26 0.26 0.34 0.34 0.48 0.48 路端电压路端电压U/VU/V2.49 2.49 2.42 2.42 2.34 2.34 2.29 2.29 2.23 2.
10、23 2.10 2.10 1.88 1.88 I/AU/V0.000.100.200.300.400.500.601.51.71.92.12.32.52.72.492.422.342.292.232.101.88路端电压与干路电流的关系图像路端电压与干路电流的关系图像 U=E-Ir U=-rI+EE=U外外+U内内 U=U外外；U内内=IrU/VI/A0 y=kx+b三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系牛刀小试牛刀小试 依次闭合电键依次闭合电键S S1 1、S S2 2、S S3 3，小灯泡小灯泡L L1 1的亮度为何会变暗呢？的亮度为何会变暗呢？三、路端电压与负载的关系三、路端电
11、压与负载的关系两种特殊情况两种特殊情况U/VI/A0 该处横坐标为 0，说明什么？该处纵坐标为 0，说明什么？RVA外电路断路外电路断路I=0=0由由U=E-Ir 可知可知U=E电源两端电源两端短路短路U=0=0由由U=E-Ir 可知可知E课堂小节闭合电路的欧姆定律电动势电动势闭合电路的闭合电路的欧姆定律欧姆定律路段电压与路段电压与负载关系负载关系内容内容定义及定义式定义及定义式物理意义及决定因素物理意义及决定因素各表达式的使用条件各表达式的使用条件表达式表达式：实验结论：当外电阻增大时，电流减小，路实验结论：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大端电压增大 。当外电阻减小时，电流增大，。当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。路端电压减小。E=U外+U内数学表达：数学表达：U=E-Ir请您批评指正请您批评指正！