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1、12.2 闭合电路欧姆定律人教版高中物理 必修3学习目标1.从能量从能量转转化的角度再化的角度再认识电认识电源的作用；知道引入源的作用；知道引入电电动势动势来描述来描述电电源内非静源内非静电电力的特性。力的特性。2.理解理解闭闭合合电电路中内、外路中内、外电电路的能量路的能量转转化，会利用能化，会利用能量量转转化与守恒定律化与守恒定律推推导导闭闭合合电电路欧姆定律路欧姆定律。3.理解理解闭闭合合电电路的欧姆定律，会路的欧姆定律，会应应用用闭闭合合电电路欧姆定路欧姆定律分析律分析路端路端电压电压与与负载负载的关系。的关系。两个电路中小灯泡的规格都相同，电池也相同。两个电路中小灯泡的规格都相同，电
2、池也相同。多个并联的小灯泡的多个并联的小灯泡的亮度明显亮度明显比单独一个小灯泡比单独一个小灯泡暗暗。如何解释这一现象呢？如何解释这一现象呢？不同的不同的电源电源对电路提供的能量一样吗？与对电路提供的能量一样吗？与哪些因素哪些因素有关呢？有关呢？新课导入新课导入明明所有小灯泡“两端电压相同”，为什么小灯泡的亮度不同？认识闭合电路闭合电路外电路内电路正极负极+复习回顾复习回顾上一章第上一章第1 1节节“电源和电流电源和电流”我们学习了电源的功能，我我们学习了电源的功能，我们知道，要让电路中有持续的电流，就必须有电源。请们知道，要让电路中有持续的电流，就必须有电源。请叙述电源的功能？叙述电源的功能？
3、电源能把电子从正极搬运到负极（也电源能把电子从正极搬运到负极（也可以说成：电源能把正电荷从负极搬运可以说成：电源能把正电荷从负极搬运到正极）到正极）电源能够维持电路两端的电压。电源能够维持电路两端的电压。电源能够将其它形式的能量转化为电能。电源能够将其它形式的能量转化为电能。电 源：能把自由电子从电源正极搬运到电源负极（也可理解为将正电荷从电源负极搬运到电源正极），使电荷的电势能增加。在电源内部在电源内部，受静电力正电荷向受静电力正电荷向负极移动负极移动。为了使正电荷向正极移动，。为了使正电荷向正极移动，电源就提供了一种与静电力方向相反电源就提供了一种与静电力方向相反的力，使的力，使正电荷能够
4、向正极移动，电正电荷能够向正极移动，电势能增加势能增加，我们把电源提供的这种力，我们把电源提供的这种力叫作叫作非静电力。非静电力。知识回顾一、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的这种特性呢？在化学电池中，非静电在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能力是化学作用，它使化学能转化为电势能转化为电势能 在发电机中，非静电力是在发电机中，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。电势能。概念：描述电源通过非静电力做功将
5、其它能转化为电能的本领的概念：描述电源通过非静电力做功将其它能转化为电能的本领的 物理量。物理量。（不成比例关系）（不成比例关系）大小：非静电力把大小：非静电力把1C1C正电荷从电源负极移动到正极所做的功。正电荷从电源负极移动到正极所做的功。定义式定义式：单位：单位：V V（与电势、电势差单位相同）（与电势、电势差单位相同）电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。一、电动势一、电动势二、闭合电路的组二、闭合电路的组成成u用电器和导线组成用电器和导线组成外电路外电路 电源内部是电源内部是内电路内电路u通常在电源内部也
6、存在电阻，内电路通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称中的电阻叫内电阻，简称内阻内阻。u电源内部的电路可以电源内部的电路可以等效等效为为一个没有一个没有电阻的电阻的理想电源理想电源与电阻的串联。与电阻的串联。思考思考1 1、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？r rE ER RK K内电路内电路外电路外电路E E外外=W=W电电=UIt=I=UIt=I2 2Rt Rt（纯电阻）（纯电阻）思考思考2 2、当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？、当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？E E内内=Q=Q内
7、内=I=I2 2rtrt思考思考3 3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间t t内非静电力做多少功？内非静电力做多少功？W W非非=Eq=EIt=Eq=EIt思考思考4 4、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？非非思考与讨论：思考与讨论：如果外电路是纯电阻电路，如果外电路是纯电阻电路，即：即：闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1 1、表述：、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。的电阻之和成反比。E E
8、U U外外IrIr2 2、表达式、表达式:3 3、推导式、推导式:E EU U外外U U内内 E EIRIRIrIrU U外外E EIrIr（只适用于外电路为纯电阻的闭合回路）（只适用于外电路为纯电阻的闭合回路）（既适用于外电路为纯电阻电路（既适用于外电路为纯电阻电路也适用于非纯电阻电路）也适用于非纯电阻电路）（只适用于外电路为纯电阻的闭合回路）（只适用于外电路为纯电阻的闭合回路）是外电路上总的电势降落，习惯上叫是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压路端电压.是内电路上的电势降落，习惯上叫是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压内电压.注意：注意：U U内内U U外外E E结论：结论：E E=U
9、 U外外+U U内内E Er rR RS S闭合电路中电势变化情况：闭合电路中电势变化情况：b bd da ac c闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 根据根据能量守恒定律能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。其他形式的能的总和。r rE ER Rs sI IW W=Q Q外外+Q Q内内IEt=IIEt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrtE=IR+IrE=IR+Ir 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，这个结论叫之和成反比
10、，这个结论叫作作闭合电路欧姆定律。闭合电路欧姆定律。适用范围：外电路为纯电阻的电路适用范围：外电路为纯电阻的电路3.请根据闭合电路的欧姆定律 U外=E-I r 解释小灯泡并联的越多，小灯泡越暗的原因思考：1.小灯泡两端的电压与路端电压 U外有何关系？2.小灯泡并联的越多，负载电阻（外电路总电阻）越大还是越小？三、路端电压与负载的关系牛刀小试 依次依次闭闭合合电键电键S1、S2、S3，小灯泡小灯泡L1的亮度的亮度为为何会何会变变暗呢？暗呢？三、路端电压与负载的关系两种特殊情况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外外电电路断路路断路I I=0由由U=E-I
11、r U=E-Ir 可知可知U=EU=E电电源两端源两端短路短路U U=0由由U=E-Ir U=E-Ir 可知可知E E动态电路分析动态电路分析1.1.动态电路的动态电路的特点特点断断开开或或闭闭合合开开关关、滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片移移动动、电电阻阻增增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。(2)(2)极极限限法法：即即因因滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片滑滑动动引引起起的的电电路路变变化化问问题题，可可将将滑滑动动变变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。2.2.动态动态电路分析的电路分析的两种常用方法两种常用方
12、法U U分分 R R局局增大增大减小减小 R R总总增大增大减小减小I I总总增大增大减小减小U U总总增大增大减小减小I I分分(1)(1)程序法程序法：三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系【例题2】如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是()AA1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小BA1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小CA1读数变大，A2读数变小，V1读数变小，V2读数变大DA1、A2读数均变小，V1、V2读数均变大【例题1】当P左滑时，三个灯泡亮度如何变化？C答案：L1变亮，L2和L3变暗【练习3】（2023湖南雅礼中学高二期中）（多选）
13、图1为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图。实验中测得多组电压和电流值，通过描点作图得到如图2的U-I图线。下列判断正确的是（）A电源的电动势E=1.5VB电源的内阻r=3.0C当电压为1.4V时，外电路电阻阻值R=14D当电流为0.2A时，电源内电压U内=1.5V【参考答案】AC【练习4】（2023山东聊城市茌平区第二中学高二期中）（多选）如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡L的UI图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（）A灯泡L的额定电压为2V，额定功率为4WB此电源的内电阻为0.5，此时灯泡L的电阻大于1C此时电源内阻的热功率为4WD把灯泡L换成阻值恒为0.5的纯电阻，电源的输出 功率将增大，但效率降低【参考答案】AD课堂小节闭合电路的欧姆定律电动势电动势闭闭合合电电路的路的欧姆定律欧姆定律路段路段电压电压与与负载负载关系关系内容内容定定义义及定及定义义式式物理意物理意义义及决定因素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：实验结论实验结论：当外：当外电电阻增大阻增大时时，电电流减小，路流减小，路端端电压电压增大增大。当外。当外电电阻减小阻减小时时，电电流增大，流增大，路端路端电压电压减小。减小。E=U外+U内数学表达：数学表达：U=E-Ir