2022-2023學(xué)年人教版必修第三冊 12.2 閉合電路的歐姆定律 課件（38張）

閉合電路的歐姆定律22演示實驗1

問題：開關(guān)置于哪個位置電流較大？12E1=3VE2=4.5VR如何定量計算電路電流？SEr負(fù)載內(nèi)電路外電路閉合電路問題1：外電路中恒定電場方向如何？問題2：正電荷在外電路中是如何發(fā)生定向移動形成電流的？++++----F電+f問題3：內(nèi)電路電場方向指向哪里？++++----++F電問題4：在內(nèi)電路，電荷所受電場力方向指向哪里？問題5：在內(nèi)電路，正電荷是依靠電場力從負(fù)極到正極嗎？++++----+F電一、電動勢在電源內(nèi)部，電場力阻礙正電荷從負(fù)極到正極.

電源依靠非靜電力將正電荷從負(fù)極搬運到正極.+++---+F電F非問題6：電源正極和負(fù)極，哪個位置的電勢大？正電荷從負(fù)極運動到正極，電勢能如何變化？

電源通過非靜電力將正電荷從負(fù)極搬運到正極，非靜電力做功將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能。

不同電源的“非靜電力”本質(zhì)不同.化學(xué)電池的非靜電力是化學(xué)作用；發(fā)電機中的非靜電力是電磁力。(非靜電力是一種等效說法，甚至不是某種力。)

在內(nèi)電路，非靜電力做功使得其他形式能轉(zhuǎn)化為電勢能；在外電路，電場力做功將電勢能轉(zhuǎn)化為負(fù)載消耗的能量(如熱、光能、機械能等)。電源通過非靜電力將正電荷從負(fù)極搬運到正極。非靜電力對電荷做的功與移動的電荷量有關(guān).當(dāng)移動的電荷相同時，非靜電力做功越多，表示電源的非靜電力做功本領(lǐng)越強.電源做功能力的強弱與非靜電力做的功和搬運的電荷量均有關(guān)。非靜電力做的功與搬運的電荷量的比值具有重要意義.10物理學(xué)中，將非靜電力移動電荷做的功W與被移動的電荷量q的比值稱為電動勢，11E

=qW

電動勢由電源中非靜電力的特性決定，與電源體積無關(guān).例如干電池電動勢都是1.5V.二、閉合電路歐姆定律及其能量分析

正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極運動到正極也會受到阻礙作用，電源內(nèi)部存在電阻，稱為電源的內(nèi)阻，符號r.

新干電池內(nèi)阻r較小，長時間使用后，干電池內(nèi)阻增大，但電動勢基本不變(1.5)V.電動勢E和內(nèi)阻r是描述電源的兩個重要物理量.真實電源Er等效替代Er理想電源(無內(nèi)阻)與電阻r串聯(lián)電路中的能量轉(zhuǎn)化問題1：外電路在時間t內(nèi)消耗多少電能？問題2：內(nèi)阻r產(chǎn)生多少焦耳熱？問題3：電源通過非靜電力

做功提供多少能量？問題4：根據(jù)能量守恒定律，

這些能量滿足什么關(guān)系？

RErSU路端電壓

若負(fù)載為純電阻元件，則U=IR，E=IR+Ir閉合電路電流為，E=U+IrE

R+rI=閉合電路的歐姆定律閉合電路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.

閉合電路歐姆定律是能量守恒定律在電路的具體表現(xiàn).(能量守恒定律是一個“管定律”的“定律”.)E

R+rI=(純電阻)從電勢角度理解閉合電路歐姆定律導(dǎo)線無電阻，導(dǎo)線上各點電勢相等.在外電路，沿電流方向電勢降低.

在內(nèi)電路，沿電流方向電勢升高.

經(jīng)過R，電勢降落U=IR；內(nèi)阻r電勢減少了U內(nèi)=Ir。從負(fù)極到正極，電勢升高E.

有E=IR+Ir。RErSI思考與討論：根據(jù)閉合電路歐姆定律，你能解釋為什么開關(guān)接2時電流較小嗎？應(yīng)滿足什么條件？12E1=3VE2=4.5VR例題1圖示電路，R1=14Ω，R2=9Ω。開關(guān)S接1時，電流表示數(shù)I1=0.2A。開關(guān)S接位置2，電流表示數(shù)I2=0.3A。求電源電動勢和內(nèi)阻.R1ErSR212解：開關(guān)接1、2，根據(jù)閉合電路歐姆定律，E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)代入數(shù)據(jù)解得 r=1Ω E=3VR1ErSR212三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系問題1：閉合開關(guān)S,滑動觸頭向左滑動，電流表、電壓表(均為理想電表)示數(shù)分別如何變化？VRR0SEr演示實驗2分析思路：1.滑動片左移，負(fù)載電阻如何變化？2.干路電流如何變化？3.內(nèi)電壓如何變化？4.路端電壓U與內(nèi)電壓有何

關(guān)系？U如何變化？VRR0SE

r分析思路：E

R+rI=U=E-IrR

R+r

=E

負(fù)載RU=E-U內(nèi)U內(nèi)=Ir

II=ER+r問題2：電路如圖，小燈泡規(guī)格相同，電池相同.哪個圖中的燈泡更亮？你是如何分析的？甲圖乙圖演示實驗3 U=E-Ir斷路：I=0，U=E.思考與討論：某同學(xué)根據(jù)斷路時，路端電壓等于電動勢.將電壓表接在電源兩端，示數(shù)為1.5V.該同學(xué)認(rèn)為電源電動勢為1.5V。請你對他的測量做出評價. U=E-Ir斷路：I=0，U=E.

若R>>r，U=ER/(R+r)≈E用電壓表測干電池電動勢

思考：用導(dǎo)線將電源短接，電流是無窮大嗎？若不是，電流是多少？短路：導(dǎo)線電阻視為0，I=E/r.嚴(yán)禁用導(dǎo)線直接連接電源兩端！

問題3：滑片從向左向右逐漸移動，獲取對應(yīng)的(U,I)。將各組數(shù)據(jù)描繪在直角坐標(biāo)系中，圖像是什么形狀？如何解決這個問題？VRSEr模擬實驗I/A

思考：試寫出U和I的數(shù)學(xué)表達(dá)式，解釋圖像為什么是一條直線？圖像斜率和截距有何物理意義？OIUU=-rI+E|ΔU/ΔI|=r縱軸截距表示電動勢橫軸截距表示短路電流EE/r例題2

在圖示電路中，閉合開關(guān)S,在滑動變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中，分析電壓表和電流表示數(shù)的變化情況，并說明理由.R0R2R1Er

SV課堂練習(xí)1

如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像，由圖像可知，該電源的電動勢為V，內(nèi)阻為Ω。0I/AU/V312624313課堂小結(jié)電動勢：①非靜電力②電動勢E閉合電路歐姆定律(純電阻)路端電壓與負(fù)載關(guān)系U=E-IrU-I圖像：①斜率大小表示內(nèi)阻

②截距E

R+rI=課堂作業(yè)“練習(xí)與應(yīng)用”第2題、第4題“復(fù)習(xí)與提高”A組第5題（教材第100頁）如圖電路，E=6V,r=1Ω.R1=R2=4Ω，R3=8Ω.求通過R3的電流I3.R3R2R1E

r課堂練習(xí)2

分析：R1與R2串聯(lián)，再與R3并聯(lián)，接在電源兩端.外電路電阻R=4Ω,干路電流為 I=E/(R+r)=1.2AU內(nèi)=Ir=1.2V路端電壓U=E-Ir=4.8V