閉合電路歐姆定律課件高二上學(xué)期物理人教版22

合肥九中—隗強第十二章

電能

能量守恒定律11.2閉合電路歐姆定律

進一步認(rèn)識電源

電

源：能把自由電子從電源正極搬運到電源負極（也可理解為將正電荷從電源負極搬運到電源正極），使電荷的電勢能增加。

在電源內(nèi)部，有從正極指向負極的電場，正電荷所受的靜電力阻礙其向正極移動。為了使正電荷向正極移動，電源就提供了一種與靜電力方向相反的力，使正電荷能夠向正極移動，我們把電源提供的這種力叫作非靜電力。

進一步認(rèn)識電源從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置?；瘜W(xué)電池中的非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能；發(fā)電機中的非靜電力是電磁作用，它使機械能轉(zhuǎn)化為電勢能……思考：電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，不同類型的電源，其轉(zhuǎn)化本領(lǐng)是不同的，該如何比較電源非靜電力做功本領(lǐng)呢？

一、電動勢1.物理意義：反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)。2.定義：非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比，叫電源的電動勢。3.表達式：

4.單位：伏特，符號“V”。5.決定因素：電動勢是電源的屬性，大小完全由電源的非靜電力特性決定，與電源的體積和外電路的組成及變化無關(guān)。W：非靜電力做的功q

：被移送的電荷量電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功.

一、電動勢1.物理量意義：反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)。2.定義：非靜電力極所做的功與所移動的電荷量之比，叫電源的電動勢。3.表達式：

4.單位：伏特，符號“V”。5.決定因素：電動勢是電源的屬性，大小完全由電源的非靜電力特性決定，與電源的體積和外電路的組成及變化無關(guān)。W：非靜電力做的功q

：被移送的電荷量電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功.

一、電動勢1.物理意義：反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)。2.定義：非靜電力極所做的功與所移動的電荷量之比，叫電源的電動勢。3.表達式：

4.單位：伏特，符號“V”。5.決定因素：電動勢是電源的屬性，大小完全由電源的非靜電力特性決定，與電源的體積和外電路的組成及變化無關(guān)。W：非靜電力做的功q

：被移送的電荷量電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功.

二、閉合電路的組成

用電器和導(dǎo)線組成外電路電源內(nèi)部是內(nèi)電路通常在電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻。電源內(nèi)部的電路可以等效為一個沒有電阻的理想電源與電阻的串聯(lián)。外電路與內(nèi)電路是串聯(lián)關(guān)系外電路中：正電荷在靜電力的作用下由正極流向負極。這個過程中，靜電力做正功，電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能量。（實質(zhì)是自由電子從負極移動到正極，為了便于理解，按正電荷的移動進行討論）內(nèi)電路中：正電荷在非靜電力的作用下由負極流向正極。這個過程中，克服靜電力做功，電勢能增加，其他形式能轉(zhuǎn)化為電勢能。(非靜電力做正功)

三、閉合電路的歐姆定律

SE，rRI在時間t內(nèi)，電源內(nèi)部非靜電力做的功為W非=Eq=EIt在時間t內(nèi)，外電路消耗的能量為W外=U外

It

（若外電路為純電阻，也可表示為

W外=

I2Rt）在時間t內(nèi)，內(nèi)電路消耗的能量為W內(nèi)=

I2rt）根據(jù)能量守恒有

W非=W外+W內(nèi)

即

EIt=U外

It+

I2rt或

EIt=I2Rt+

I2rt化簡得

E=U外

+

Ir

或

E=IR+

Ir（Ir為內(nèi)電路電壓

，即U

內(nèi)

=

Ir）

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3.適用條件：電流表達式適用于外電路是純電阻的電路.

電壓表達式適用于任何電路

三、閉合電路的歐姆定律

4.說明：①U外=IR是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓。

②U內(nèi)=Ir是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓。

練習(xí)、如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時，電壓表和電流表(理想電表)的讀數(shù)分別為1.6V和0.4A，當(dāng)S

斷開時，它們的示數(shù)變?yōu)?.7V和0.3A，則電源的電動勢和內(nèi)阻各為多少？解析：當(dāng)S

閉合時，R1和R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得U1＝E－I1r①當(dāng)S斷開時，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得U2＝E－I2r②聯(lián)立①②，代入數(shù)據(jù)解得E＝2

V，r＝1Ω。觀察視頻中小燈泡的亮暗情況，并試著解釋其原因。思考：1.小燈泡兩端的電壓與路端電壓

U外有何關(guān)系？2.小燈泡并聯(lián)的越多，負載電阻（外電路總電阻）越大還是越小？3.請根據(jù)閉合電路的歐姆定律U外

=E-Ir

解釋小燈泡并聯(lián)的越多，小燈泡

越暗的原因

四、路端電壓與負載的關(guān)系

結(jié)論：路端電壓隨著外電阻的增大（減?。┒龃螅p小）★兩個特例：②外電路短路時①外電路斷路時R→∞，I=0，U外=ER=0，I=E/r，U外=0②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害。①在縱軸上的截距表示電源的電動勢E

2.圖象的物理意義路端電壓U隨電流I變化的圖象EUIOI短θ斷路短路1.圖象的函數(shù)表達式

四、路端電壓與負載的關(guān)系

【例】(多選)某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像如圖所示，下列結(jié)論正確的是(

AD

)A．電源的電動勢為6.0VB．電源的內(nèi)阻為12ΩC．電源的短路電流為0.5AD．電流為0.3A時的外電阻是18Ω由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等1．電源提供的總功率（電源功率）：P總=EI

2．電源的輸出功率（外電路得到的功率）P外=U外I

3．電源內(nèi)阻上的熱功率P內(nèi)=U內(nèi)I

=I2r（外電路可以是任何電路）

五、閉合電路中的功率

ORP出Pmr4.外電路為純電阻電路時，電源的輸出功率(外電路功率)與外電阻R的關(guān)系：電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大。結(jié)論：電源的效率隨外電阻的增大而增大5.電源的工作效率對純電阻電路，電源的效率為：非純電阻電路最大輸出功率和效率又是如何變化？思考與討論？【例3】如圖所示，已知電源電動勢E=5V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R1Ω，滑動變阻器R2的阻值范圍為0~8Ω。①當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大輸出功率是多少？②當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？③當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？思考：若電阻R1=8Ω，各結(jié)果又是怎樣？Ω；當(dāng)R2=0時I最大，P1max=2W（1）0Ω；2W（2）0Ω；2W（3）8Ω；Ω；【思考】在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右滑動時，回路的總電流、路端電壓如何變化？通過R1、R2和滑動變阻器的電流如何變化，它們兩端的電壓如何變化？

六、閉合電路的動態(tài)分析

R3增大R總增大I總減小U內(nèi)減小U外增大U1減小U3U2增大I2增大，I3減小閉合電路動態(tài)問題的分析方法1——程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路，按以下步驟分析

六、閉合電路的動態(tài)分析

【例1】電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成圖所示的電路.當(dāng)滑動變阻器的滑片由中點滑向b端時，下列說法正確的是（

C

）A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小C.電壓表讀數(shù)增大，電流表A1讀數(shù)減小，A2讀數(shù)增大D.電壓表讀數(shù)減小，電流表A1讀數(shù)增大，A2讀數(shù)減小

六、閉合電路的動態(tài)分析

圖中滑片P向右滑動時，R3的阻值

，R1的電流

，電壓

；R2的電流

，電壓

。閉合電路動態(tài)問題的分析方法2——串反并同法（電源要有內(nèi)阻）“串反”：某一電阻增大（或減?。r，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的

電流、兩端電壓、電功率都將減?。ɑ蛟龃螅安⑼保耗骋浑娮柙龃螅ɑ驕p?。r，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的

電流、兩端電壓、電功率都將增大（或減?。纠咳鐖D所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光.如果變阻器的滑片向b端滑動,則(A)

A.電燈L更亮，安培表的示數(shù)減小

B.電燈L更亮，安培表的示數(shù)增大

C.電燈L變暗，安培表的示數(shù)減小

D.電燈L變暗，安培表的示數(shù)增大【思考】在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動時，關(guān)于電燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是（

B

）A.L變暗，Q增大B.L變暗，Q減小C.L變亮，Q增大D.L變亮，Q減小

七、含電容器電路的分析

1.直流電路穩(wěn)定時的等效處理方法：①電容器：相當(dāng)于無窮大電阻，看成斷路，作等效電路時可先把它去掉②與電容器串聯(lián)的電阻：兩端無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線。③與電容器并聯(lián)的電阻：電容器端電壓與并聯(lián)電阻端電壓相等。2.電路穩(wěn)定時，電容器所帶電荷量Q一定。

求Q的方法：先求與電容器并聯(lián)的電阻兩端電壓U，