第四章+閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電魯科版（2019）高中物理必修第三冊課件

4.1閉合電路歐姆定律觀察：不同電源兩極間的電壓思考：不同電源兩極間的電壓不同，反映了什么？一、閉合電路1、用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個閉合電路。外電路:電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路.內(nèi)電路:電源內(nèi)部是內(nèi)電路.閉合電路部分電路rERK內(nèi)電路外電路在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢降低。在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向為負(fù)極流向正極。2、閉合回路的電流方向內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。3、電路中的電勢變化情況（1）在外電路中，沿電流方向電勢降低。（2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢“躍升”。ababcd4二、電動勢(E)

1．電動勢(E)

：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量。單位:伏特（V）２.電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓（電動勢等于電源的開路電壓）．有外電路時，電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和.

討論:1、若外電路中的用電器都是純電阻R，在時間t內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？rERK內(nèi)電路外電路E外=I2Rt2、內(nèi)電路也有電阻r，當(dāng)電流通過內(nèi)電路時，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？E內(nèi)=I2rt3、電流流經(jīng)電源時，在時間t內(nèi)非靜電力做多少功W=Eq＝EIt4、以上各能量之間有什么關(guān)系？

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)化為其他形式的能的總和。W=E外+E內(nèi)即：EIt=I2Rt+I2rt２、內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟電路中內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．１、推導(dǎo)：對純電阻電路

而所以：三、閉合電路歐姆定律

(1)是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓.

(2)是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓.(3)三、閉合電路歐姆定律四、路端電壓與外電阻的關(guān)系

外電路兩端的電壓叫路端電壓．１、R增大，電流減小，路端電壓增大R減小，電流增大，路端電壓減小路端電壓：２、兩個特例：（2）外電路短路時（1）外電路斷路時例題分析UIabcO例1:如圖是在同一坐標(biāo)系中畫出的a、b、c三個電源的U—I圖象，其中a和c的圖象平行，則以下判斷中正確的是（）

A.Ea<Eb,ra=rbB.Ea<Ec,ra=rc

C.Eb=Ec,rb<rcD.Eb<Ec,rb=rc

B例2：在下圖所示的電路中，電源的電動勢為1.5V，內(nèi)阻0.12Ω，外電路的電阻為1.38Ω，求電路中的電流和路端電壓。解：由閉合電路歐姆定律有路端電壓為：=1×1.38U=IR=1.38（V）例3：在下圖中，R1=14Ω，R2=9Ω。當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)S切換到位置2時，電流表的示數(shù)為I2=0.3A。求電源的電動勢E和內(nèi)電阻R。解：閉合電路歐姆定律有E=I2R2+I2r②E=I1R1+I1r①消去E，解出r，得：r=1Ω代入數(shù)值，得：將r值代入①或②中，得：E=3V4.2電源的電動勢和內(nèi)阻預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)

梳理·識記·點撥

一、測量電源電動勢和內(nèi)電阻的原理利用閉合電路歐姆定律來測量，電路圖如圖1所示．通過

改變電路狀態(tài)，電路中的電壓、電流均發(fā)生變化，用_______和_______測量出___和___的兩組數(shù)據(jù)，列出兩個方程，進(jìn)而求解出電動勢E和內(nèi)阻r.圖1改變滑動變阻器電壓表電流表UI二、測量數(shù)據(jù)處理方法1.代數(shù)法：按照電路圖連接電路，改變

的位置，觀察

和

的示數(shù)，將對應(yīng)的

、

值填入表中，并按要求完成相關(guān)計算.2.圖象法：以

為縱軸，

為橫軸做出圖線，圖線的延長線與縱坐標(biāo)的交點坐標(biāo)表示

；圖線的斜率表示

.滑動變阻器滑片電壓表電流表UIUI電動勢E電源的內(nèi)阻測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗方案有以下三種(以伏安法為例)一、伏安法1.實驗步驟(1)電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按實驗原理圖連接好電路.(2)把滑動變阻器的滑片移到一端，使其阻值最大.(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1).用同樣的方法測量幾組U、I值.(4)斷開開關(guān)，整理好器材.(5)處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法這兩種方法求出電池的電動勢和內(nèi)阻.2.實驗數(shù)據(jù)的處理(1)求平均值法：由E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r可解得可以利用U、I的值多求幾組E、r的值，算出它們的平均值.(2)作U－I圖象法①本實驗中，為了減少實驗誤差，一般用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，即根據(jù)多次測出的U、I值，作U－I圖象；②將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就是電池電動勢E；③橫軸截距點(路端電壓U＝0)意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流

；④圖線斜率的絕對值即電池的內(nèi)阻r，即r＝

＝

，如圖2所示.圖23.注意事項(1)為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表.(2)實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化.(3)當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖象時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點可不從零開始.如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點用r＝

求出.4.誤差分析(1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖線時描點不準(zhǔn)確.(2)系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流偏小一些.由E＝U＋I(xiàn)r知，電動勢的測量值偏?。粚嶒灉y的內(nèi)阻實際上是電壓表與電源內(nèi)阻的等效值，所以測的內(nèi)阻也偏小，即E測＜E真，r測＜r真.二、安阻法由E＝IR＋I(xiàn)r可知，只要能得到I、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材有電池、開關(guān)、電阻箱、電流表，電路圖如圖4所示.三、伏阻法由

知，如果能得到U、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材是電池、開關(guān)、電阻箱、電壓表，電路圖如圖5所示.4.3用多用電表測量

電學(xué)量一、多用電表的原理1.主要構(gòu)造表頭G是一只直流

.表頭與電阻、撥動開關(guān)等組成不同的測量電路.2.工作原理(1)多用電表測直流電流和電壓是利用電阻的

和

原理.(2)多用電表電阻擋測電阻是利用

.靈敏電流計分流分壓閉合電路的歐姆定律(3)多用電表的結(jié)構(gòu)：①當(dāng)選擇開關(guān)撥至觸點1或2，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于串聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，1的量程較大.②當(dāng)選擇開關(guān)撥至觸點3或4時，表頭與電阻串聯(lián)，所以3、4為電壓擋.由于串聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同.③當(dāng)選擇開關(guān)撥至觸點5時，接通內(nèi)部電源，此時為歐姆擋(如圖所示).二、操作實踐——練習(xí)使用多用電表1.電壓、電流的測量(1)選擇直流

或電壓擋合適的

.(2)把多用電表串聯(lián)或并聯(lián)到電路中進(jìn)行測量，注意使電流從________進(jìn)入電表，從

流出電表.電流擋量程紅表筆黑表筆2.電阻的測量(1)先把開關(guān)旋到

，將紅、黑兩表筆的金屬部分直接相連(短接)，然后調(diào)節(jié)

，使偏轉(zhuǎn)的指針恰好停在“

”刻度線的

處.(2)將紅、黑表筆搭在電阻兩端，讀取表盤指針?biāo)浮半娮钃酢笨潭染€的示數(shù)，指針的示數(shù)再

，即為所測電阻阻值.電阻擋的適當(dāng)倍率調(diào)零旋鈕電阻擋零刻度乘以相應(yīng)的倍率一、多用電表測量電阻的原理(歐姆表的原理)1.歐姆表測量電阻的理論根據(jù)是閉合電路歐姆定律(如圖2甲所示)，所以通過表頭的電流為：I＝

，

Rx與電流I一一對應(yīng)，故可以將表盤上的電流值改為電阻值，這樣就制成了一個歐姆表.其中，R也叫調(diào)零電阻，R＋Rg＋r為歐姆表的內(nèi)阻.2.當(dāng)紅、黑表筆斷開時，電流表中電流為零，此時表筆間電阻無窮大，所以在表盤上電流零處標(biāo)電阻“∞”(如圖2乙所示)；當(dāng)紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻，使電流表指針滿偏，所以在電流滿偏處標(biāo)電阻“0”(如圖丙所示).3.I與Rx不成比例，歐姆表的刻度不均勻.4.歐姆表偏角(偏角是指相對零電流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大，表明被測電阻越小.二、用多用電表測電流、電壓和電阻1.測量前首先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使用前若表針沒有停在左端的“0”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動調(diào)零定位螺絲，使指針指零.然后將紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔.2.測量時應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的測量擋位和量程上，讀數(shù)時要讀跟選擇開關(guān)的擋位相應(yīng)的刻度盤上的示數(shù).多用電表的面板上半部為表盤，下半部為選擇開關(guān).3.多用電表測電壓、電流使用多用電表測電壓、電流，應(yīng)將選擇開關(guān)旋到合適的擋位，使指針處于聯(lián)偏值的

左右，可使讀數(shù)更準(zhǔn)確一些.測電流時應(yīng)將表串聯(lián)在電路中，測電壓時，應(yīng)將表并聯(lián)在電路中，且電流都從紅表筆流進(jìn)，從黑表筆流出.4.多用電表測量定值電阻(1)選擋：估計待測電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位.(2)歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處.(3)測量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻阻值.(4)換倍率測另一電阻時需要再一