高二物理選修31閉合電路歐姆定律演示文稿

1、2.7 閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律 山焦中學(xué)山焦中學(xué) 李沖凡李沖凡預(yù)備知識預(yù)備知識:1.什么是電源呢? 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.什么是電源的電動勢? 計算公式呢?電源非靜電力做功與移動電荷量的比值叫電源的電動勢,它表示電源轉(zhuǎn)化能的本領(lǐng)大小.公式公式:E=W非非q 前邊我們知道電源是通過非靜電力電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合電路，電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)？電源提供的電能是如何在閉合電路中分配的呢？今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識。 引入新課引入新課: 新課

2、教學(xué):演示實驗AE , rSR外電路（用電器，導(dǎo)線等）1.閉合電路的結(jié)構(gòu)：一.閉合電路歐姆定律外電路內(nèi)電路內(nèi)電路（電源內(nèi)部）2.閉合電路的電流方向電勢變化情況：外電路外電路:正電荷受靜電力作用，從高電勢向低電勢運動。沿電流方向電勢降低。因為正電荷的移動方向就是電流方向內(nèi)電路內(nèi)電路:電源內(nèi)部，非靜電力將正電荷從電勢低處移到電勢高處，所以沿著電流方向電勢升高3.在t時間內(nèi)閉合電路能量轉(zhuǎn)化:r外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路外電路消耗電能外電路消耗電能內(nèi)電路消耗電能內(nèi)電路消耗電能R2EI Rt外2EI rt內(nèi)I電源中非靜電力做的功： WEqEIt22WEEEItI RtI rt外內(nèi)即根據(jù)能量守恒定律：EIR

3、IrEIRr4.閉合電路的歐姆定律 （1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆律。 （2）公式： EIRr（3）適用條件：外電路是純電阻的電路。適用條件：外電路是純電阻的電路。 根據(jù)歐姆定律 UIRUIr外內(nèi)，EUU外內(nèi)二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系演示實驗 現(xiàn)象：滑動變阻器滑動片右滑動變阻器滑動片右移電流增大，電壓減移電流增大，電壓減?。换瑒悠笠齐娏餍。换瑒悠笠齐娏鳒p小，電壓增大減小，電壓增大分析：對給定的電源，E、r均為定值 EIRr根據(jù)：結(jié)論：1.當(dāng)外電阻增大時，電流減小，路端電當(dāng)外電阻增大時，電流減小

4、，路端電壓增大壓增大.2.當(dāng)外電阻減小時，電流增大，路端電當(dāng)外電阻減小時，電流增大，路端電壓減小。壓減小。例例:如圖：如圖：R1=14,R2=9 .當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S切換到位置切換到位置l時時,電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S切換到位置切換到位置2時時,電表的示數(shù)為電表的示數(shù)為I2=0.3A,求電源電動勢額額求電源電動勢額額E和和內(nèi)阻內(nèi)阻r。AR1R2S12Er三三.閉合電路的歐姆定律應(yīng)用閉合電路的歐姆定律應(yīng)用 當(dāng)當(dāng) S切換到位置切換到位置l時：時：E=I1R+I1r(1)當(dāng)當(dāng) S切換到位置切換到位置2時：時：AR1R2S12ErE=I2R+I2r(2)E=3V r =1

5、由（由（1）、（）、（2）式代入數(shù)據(jù)，有：）式代入數(shù)據(jù)，有：解：分析解：分析 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí).在如圖所示的電路中，R1=10 ， R2=20 滑動變阻器R的阻值050，當(dāng)滑動觸頭P由a向b滑動的過程中，燈泡L的亮度變化情況是( )A.逐漸變亮B.逐漸變暗C.先變亮后變暗D.先變暗后變亮(B)14小結(jié)：小結(jié)：通過對閉合電路能量轉(zhuǎn)化的分析得到閉合電路的歐姆定律 ；進而得知電動勢，外電壓，內(nèi)電壓的關(guān)系及外電壓隨著外電阻的增大而增大的規(guī)律E UU外內(nèi)EIRrU外U外U E Ir “以少變應(yīng)多變以少變應(yīng)多變“，”串反并同串反并同” 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，電流（或減少

6、）時，電流怎樣變化？路端電壓怎樣變化？路端電壓如何變化？如何變化？E、rsR1AVR0一、實驗演示一、實驗演示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、實驗演示一、實驗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、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(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、如圖電路：、如圖電路：R R增大，

7、增大，R R減小，減小，路端電壓路端電壓: :IrEU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E、rsRAV二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 說一說說一說: 一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗：傍晚用電一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗：傍晚用電多的時候，在插上電爐、電熱水壺等用多的時候，在插上電爐、電熱水壺等用電多的電器時，燈光會變暗，拔掉后燈電多的電器時，燈光會變暗，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、路端電壓與

8、負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(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、兩個特例：、兩個特例：（2 2）外電路）外電路短路短路時時/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外電路）外電路斷路斷路時時E、rAVE、rAV斷路時的路端電壓等于電源電動勢斷路時的路端電壓等于電源電動勢二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(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

9、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)對應(yīng)于圖中、外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪一點？怎樣看出這時路端電壓的哪一點？怎樣看出這時路端電壓與電動勢的關(guān)系？與電動勢的關(guān)系？E=v二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(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、電動勢、電動勢E的大小對圖像有什么的大小對圖像有什么影響？影響？在在縱軸

10、縱軸上的上的截距截距表示電源的表示電源的電動勢電動勢E E 二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(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.：3、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪一點？怎么樣讀出這時電流大?。恳稽c？怎么樣讀出這時電流大?。縭EI/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

11、載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(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.：3、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪、電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪一點？怎么樣讀出這時電流大?。恳稽c？怎么樣讀出這時電流大?。縭EI/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、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系 設(shè)置情景設(shè)置情景: 設(shè)電源的電動勢設(shè)電源的

12、電動勢E=3V，內(nèi)阻內(nèi)阻r=2。請根據(jù)路。請根據(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的大小對圖像有什么影響的大小對圖像有什么影響圖象圖象斜率斜率的絕對值表示電源的的絕對值表示電源的內(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、電源的外特性曲線、電源的外特性曲線 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)表達圖象的函數(shù)表達 IrEUrEI/短在在橫軸橫軸上的上的截距截距表示電

13、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值表示電源的的絕對值表示電源的內(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勢電動勢E E (2)(2)圖象的物理意義圖象的物理意義UIOEI短二、路端電壓與負載的關(guān)系二、路端電壓與負載的關(guān)系1 1、在如圖所示電動勢為、在如圖所示電動勢為V V的電源的電源跟一個阻值跟一個阻值R=9R=9的電阻接成閉的電阻接成閉合電路合電路, ,測得電源兩端電壓為測得電源兩端電壓為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

14、 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時時, ,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時時, ,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勢電動勢E E和和內(nèi)電內(nèi)電阻阻r.r.sE、rR1AR212三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí) 3、如圖所示，當(dāng)、如圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑動滑動變阻器的滑動點點P向右移動時，向右移動時，電流表、電壓表的電流表、電壓表的示數(shù)將如何變化？示數(shù)將如何變化？E、rR1AVR2R3P三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)4 4、如圖，、如圖，R R0.80.

15、8當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S S斷開時電壓斷開時電壓表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為1.5V1.5V；當(dāng)開關(guān)；當(dāng)開關(guān)S S閉合時電閉合時電壓表的讀數(shù)為壓表的讀數(shù)為1.2V1.2V則該電源的電動則該電源的電動勢和內(nèi)電阻分別為多少勢和內(nèi)電阻分別為多少? ?E、rsRV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, ,它們的電動勢分別為它們的電動勢分別為E E1 1和和E E2 2, ,內(nèi)電阻分別為內(nèi)電阻分別為r r1 1和和r r2 2. .將它們分別連成閉將它們分別連成閉合電路合電路, ,其外電路的電流其外電路的電流I I和路端電壓和路端電壓U U的關(guān)系如圖所示的關(guān)系如圖所示, ,可以判定可以判定( )( )

16、UIO12A.A.圖象交點所示狀態(tài)圖象交點所示狀態(tài), , 兩電路的外電阻相等兩電路的外電阻相等B.EB.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2C.C.圖象交點所示狀態(tài)圖象交點所示狀態(tài), , 兩電路的電阻相等兩電路的電阻相等D.ED.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)7.A7.A燈與燈與B B燈電阻相同，當(dāng)變阻器滑片向下燈電阻相同，當(dāng)變阻器滑片向下移動時，對兩燈明暗程度的變化判斷正移動時，對兩燈明暗程度的變化判斷正確的是確的是( )( )A A、A A、B B燈都變亮燈都變亮B B、A A、B B燈都變暗燈都變暗C C、A A燈變亮，燈變亮，B B燈變暗燈變暗

17、D D、A A燈變暗，燈變暗，B B燈變亮燈變亮E、rsRBA三、課堂練習(xí)三、課堂練習(xí)二、應(yīng)用：二、應(yīng)用：1例題：如圖所示電路中，電源電壓恒定，當(dāng)例題：如圖所示電路中，電源電壓恒定，當(dāng)K K閉閉 合后，滑動變阻器的滑片合后，滑動變阻器的滑片P P處于圖示位置時，小處于圖示位置時，小 燈泡燈泡L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4的亮度均相同。若將的亮度均相同。若將P P向右向右 滑動時，各燈泡亮度變化的情況是滑動時，各燈泡亮度變化的情況是 A AL L1 1、L L4 4變亮，變亮，L L2 2、L L3 3變暗；變暗；B BL L2 2變亮，變亮，L L1 1變暗，變暗，L L3 3、L L4 4 亮度不變；亮度不變；C CL L1 1變暗，變暗，L L3 3、L L4 4變度不變，變度不變， L L2 2無法判斷；無法判斷；D D四只燈泡亮度都變暗。四只燈泡亮度都變暗。 L1L2L3 PL4K分析： L1L2L3 PL4K因此：L1、L4變亮，L2、L3變