第7節(jié)閉合電路歐姆定律

1、第七節(jié)閉合電路歐姆定律ErSRAB閉合電路閉合電路外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路I一、提出問題部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律:導(dǎo)體中的電流導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，成正比， 跟導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的電阻R成反比成反比IRU一、提出問題閉合電路閉合電路內(nèi)電路內(nèi)電路ErSRAB外電路外電路I一、提出問題 問：閉合電路中電勢(shì)如何變化？問：閉合電路中電勢(shì)如何變化？二、建立模型二、建立模型ABCDRE , r化學(xué)反化學(xué)反應(yīng)層應(yīng)層ABCDRE , rABR二、建立模型二、建立模型ABCDRE , r（1 1）在）在外電路外電路中，中，沿電流方向電勢(shì)沿電流方向電勢(shì)降低。降低。（2 2）

2、在）在內(nèi)電路內(nèi)電路中，中，一方面，存在內(nèi)阻，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，沿電低；另一方面，沿電流方向存在電勢(shì)流方向存在電勢(shì)“躍躍升升”。 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 在外電路中，正電荷在恒在外電路中，正電荷在恒定電場(chǎng)作用下，從正極向定電場(chǎng)作用下，從正極向負(fù)極移動(dòng)的方向就是電流負(fù)極移動(dòng)的方向就是電流的方向，那么的方向，那么t 時(shí)間時(shí)間內(nèi)靜電力對(duì)其做了多少功？能量如何轉(zhuǎn)化？?jī)?nèi)靜電力對(duì)其做了多少功？

3、能量如何轉(zhuǎn)化？IErSRABIU 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 若外電路為純電阻電路，若外電路為純電阻電路，電阻為電阻為R,則電流在則電流在t t時(shí)間時(shí)間內(nèi)做功將全部轉(zhuǎn)化為哪種內(nèi)做功將全部轉(zhuǎn)化為哪種形式的能量？轉(zhuǎn)化了多少？形式的能量？轉(zhuǎn)化了多少？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討

4、論：思考與討論： 是否全部的電能都在外電是否全部的電能都在外電路發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？為什路發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？為什么？么？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 電流在通過內(nèi)電路時(shí)，由電流在通過內(nèi)電路時(shí)，由于電源有內(nèi)阻，電荷會(huì)與于電源有內(nèi)阻，電荷會(huì)與離子發(fā)生撞擊，受到阻礙離子發(fā)生撞擊，受到阻礙作用，所以在此有作用，所以在此有 電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若在電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若在t t 時(shí)間內(nèi)在電時(shí)間內(nèi)在電源內(nèi)部電流做功產(chǎn)生了多少焦耳熱？源內(nèi)部電流

5、做功產(chǎn)生了多少焦耳熱？IErSRABI 情景設(shè)置：如圖，外電路有情景設(shè)置：如圖，外電路有一電阻一電阻R，電源為一節(jié)干電，電源為一節(jié)干電池，內(nèi)阻為池，內(nèi)阻為r，電動(dòng)勢(shì)為，電動(dòng)勢(shì)為E。三、解決問題三、解決問題 思考與討論：思考與討論： 7：WW非非=EIt=EIt，QQ外外和和QQ內(nèi)內(nèi)三者之間有何關(guān)系？為什三者之間有何關(guān)系？為什么么？ WW非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi)IErSRABI四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+

6、I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 1、2、3三式反應(yīng)了閉合電路中的什么三式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？規(guī)律？能量守恒能量守恒根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和?；癁槠渌问降哪艿目偤?。 外電路電勢(shì)降低，內(nèi)電路電勢(shì)外電路電勢(shì)降低，內(nèi)電路電勢(shì)“升中有降升中有降” 電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=EI

7、t=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 4、5二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？二式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？能量守恒能量守恒四、總結(jié)規(guī)律四、總結(jié)規(guī)律 1. W1. W非非=EIt=Q=EIt=Q外外+Q+Q內(nèi)內(nèi) 2. EIt=I2. EIt=I2 2Rt+IRt+I2 2rtrt 3. EI=I3. EI=I2 2R+IR+I2 2r r 4. E

8、=IR+Ir4. E=IR+Ir 5. E=U5. E=U外外+U+U內(nèi)內(nèi) 6. I=E/(R+r)6. I=E/(R+r) 6式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？能量守恒能量守恒閉合電路歐姆定律：閉合閉合電路中閉合電路歐姆定律：閉合閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。外電路的電阻之和成反比。、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比、對(duì)、對(duì) rREIIrIRE 即rREI閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆

9、定律說明：說明：IRU外 2 2、 是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫路端路端電壓電壓. .IrU內(nèi) 3 3、 是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓內(nèi)電壓. . E=U +UEIRIr外內(nèi)1 1、五、課堂練習(xí)五、課堂練習(xí)1、一個(gè)電源接、一個(gè)電源接8電阻時(shí)，通過電源的電阻時(shí)，通過電源的電流為電流為0.15A, 接接13電阻時(shí)，電阻時(shí)， 通過電通過電源的電流為源的電流為0.10A, 求電源的電動(dòng)勢(shì)和求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。內(nèi)阻。 觀察觀察: 當(dāng)外電路電阻增大當(dāng)外電路電阻增大（或減少）時(shí)，電流（或減少）時(shí)，電流怎樣變化？路端電壓怎樣變化？路端

10、電壓如何變化？如何變化？E、rsR1AVR0一、實(shí)驗(yàn)演示一、實(shí)驗(yàn)演示R I UR I U 分析分析: 明確哪些物理量變化？明確哪些物理量變化？哪些物理量不變？哪些物理量不變？E、rsR1AVR0一、實(shí)驗(yàn)演示一、實(shí)驗(yàn)演示路端電壓路端電壓: :IrEUrREI閉合電路閉合電路歐姆定律歐姆定律: :R R增大，增大，R R減小，減小，電流減小，電流減小， 路端電壓增大路端電壓增大電流增大，電流增大， 路端電壓減小路端電壓減小二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系外電路兩端的電壓叫路端電壓外電路兩端的電壓叫路端電壓路端電壓路端電壓: :IrEU、兩個(gè)特例：、兩個(gè)特例：（2 2）外電路）外電路

11、短路短路時(shí)時(shí)/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外電路）外電路斷路斷路時(shí)時(shí)E、rAVE、rAV斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 說一說說一說: 一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗(yàn)：傍晚用電一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗(yàn)：傍晚用電多的時(shí)候，在插上電爐、電熱水壺等用多的時(shí)候，在插上電爐、電熱水壺等用電多的電器時(shí)，燈光會(huì)變暗，拔掉后燈電多的電器時(shí)，燈光會(huì)變暗，拔掉后燈光馬上又變亮起來。在一些供電質(zhì)量不光馬上又變亮起來。在一些供電質(zhì)量不太好的地區(qū)更為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下太好的地區(qū)更為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下這種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象。二、路端

12、電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請(qǐng)根據(jù)路。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)，標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出為橫坐標(biāo)，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /O：1、外電路斷開的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中、外電路斷開的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中的哪一點(diǎn)？怎樣看出這時(shí)路端電壓的哪一點(diǎn)？怎樣看出這時(shí)路端電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系？與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系？E=v二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請(qǐng)根據(jù)路。請(qǐng)

13、根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)，標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出為橫坐標(biāo)，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=v：2、電動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么的大小對(duì)圖像有什么影響？影響？在在縱軸縱軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E E 二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請(qǐng)根據(jù)路。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)標(biāo)，I為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，做出，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)

14、系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：3、電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中哪、電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中哪一點(diǎn)？怎么樣讀出這時(shí)電流大?。恳稽c(diǎn)？怎么樣讀出這時(shí)電流大小？rEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示表示電源的電源的短路電流短路電流二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請(qǐng)根據(jù)路。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系端電壓與電流的關(guān)系式式U=E-Ir，以，以U為縱坐為縱坐標(biāo)標(biāo)，I為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，做出，做出U與與I關(guān)系的函數(shù)圖像。關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：4、r的大小對(duì)圖像有什

15、么影響的大小對(duì)圖像有什么影響圖象圖象斜率斜率的絕對(duì)值表示電源的的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害越厲害、路端電壓路端電壓U U隨電流隨電流I I變化的圖象變化的圖象 (1)(1)圖象的函數(shù)表達(dá)圖象的函數(shù)表達(dá) IrEUrEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的短路電流短路電流圖象圖象斜率斜率的絕對(duì)值表示電源的的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害圖線傾斜得越厲害在在縱軸縱軸上的上的截距截距表示電源表示電源的的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E E (2)(2)圖象的物理意義圖象的物理意義UIOEI短二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、路端電

16、壓與負(fù)載的關(guān)系1 1、在如圖所示電動(dòng)勢(shì)為、在如圖所示電動(dòng)勢(shì)為V V的電源的電源跟一個(gè)阻值跟一個(gè)阻值R=9R=9的電阻接成閉的電阻接成閉合電路合電路, ,測(cè)得電源兩端電壓為測(cè)得電源兩端電壓為1.8V1.8V, ,求電源的內(nèi)電阻求電源的內(nèi)電阻. .E、rRV三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)2 2、如圖，、如圖，1 1= =2828, ,2 2= =1818, ,當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)處于位置處于位置1 1時(shí)時(shí), ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I I1 1=0.4A;=0.4A;當(dāng)開關(guān)處于位置當(dāng)開關(guān)處于位置2 2時(shí)時(shí), ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I I2 2=0.6A=0.6A. .求電源的求電源的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E E和和內(nèi)電內(nèi)電

17、阻阻r.r.sE、rR1AR212三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí) 3、如圖所示，當(dāng)滑、如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)點(diǎn)動(dòng)變阻器的滑動(dòng)點(diǎn)P向右移動(dòng)時(shí)，電流向右移動(dòng)時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)表、電壓表的示數(shù)將如何變化？將如何變化？E、rR1AVR2R3P三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)路端電壓路端電壓U，總電流，總電流I隨隨R變化而變化的規(guī)律變化而變化的規(guī)律 根據(jù)：根據(jù)：E=U=U外外+Ir+Ir、I= I= E/(R+r) ，E、r r不變不變 (1) (1) R R I I U U內(nèi)內(nèi)=Ir U U外外= =EIr 當(dāng)當(dāng)R R時(shí)時(shí) I=0I=0、U U外外= =E、U U內(nèi)內(nèi)=0=0斷路斷路為什么不能用為什么不

18、能用U U外外=IR=IR來討論來討論U U外外的變化？的變化？（2 2）R R I I U U內(nèi)內(nèi) =Ir U U外外= =EIr 當(dāng)當(dāng)R R=0時(shí)時(shí)I=I=E/r U U外外=0=0、U U內(nèi)內(nèi)= =E 短路短路閉合電路的動(dòng)態(tài)分析方法閉合電路的動(dòng)態(tài)分析方法1、任一電阻增大（減?。瑒t電路的總電阻增大、任一電阻增大（減小），則電路的總電阻增大（減?。p?。?、任一電阻增大（減?。?，則該電阻兩端的電壓、任一電阻增大（減?。?，則該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大（減?。?，而通過該電阻的電流會(huì)減一定會(huì)增大（減?。ㄟ^該電阻的電流會(huì)減?。ㄔ龃螅┬。ㄔ龃螅? 4、如圖，、如圖，R R0.80.8當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開時(shí)電壓斷開時(shí)電壓表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為1.5V1.5V；當(dāng)開關(guān)；當(dāng)開關(guān)S S閉合時(shí)電閉合時(shí)電壓表的讀數(shù)為壓表的讀數(shù)為1.2V1.2V則該電源的電動(dòng)則該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為多少勢(shì)和內(nèi)電阻分別為多少? ?E、rsRV三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)5 5、如圖是某電源的路端電壓、如圖是某電源的路端電壓U U隨干路電流隨干路電流I I的變化圖象的變化圖象, ,由圖象可知由圖象可知, ,該電源的電動(dòng)該電源的電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為 V,V,內(nèi)阻為內(nèi)阻為 U/VI/AO123246三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)6 6、有兩節(jié)電池、有兩節(jié)電池, ,它們的電動(dòng)勢(shì)分別為它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E E1 1和和E