12.2.1閉合電路的歐姆定律(電動(dòng)勢(shì)電勢(shì)和能量分析)課件高二上學(xué)期物理人教版

§12.21閉合電路的歐姆定律(電動(dòng)勢(shì)、電勢(shì)和能量分析)第十二章

電能能量守恒定律課前練.如圖所示是利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖,其中D是直流電動(dòng)機(jī).P是一個(gè)質(zhì)量為

m的重物,它用細(xì)繩拴在電動(dòng)機(jī)的軸上.閉合開關(guān)S,重物P以速度

v勻速上升,這時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別是

I=5.0A和

U=110V,重物P上升的速度

v=1.0m/s.已知重物的質(zhì)量

m=45kg(g取10m/s2).求:(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率？4Ω；%一、電功和電功率二、電熱和熱功率1.電功

W＝UIt

1.電熱Q＝I2Rt3.適用于一切電路

三、電路中的能量轉(zhuǎn)化3.適用于一切電路

總結(jié)：電動(dòng)機(jī)問題知識(shí)回顧：電路中的能量轉(zhuǎn)化知識(shí)回顧：電流的形成(1).自由電荷的定向移動(dòng)形成電流

金屬導(dǎo)體中:自由電子;電解液:正、負(fù)離子(2).導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下,從低電勢(shì)點(diǎn)向高電勢(shì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。(3).能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置。(4).保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),

使電路存在持續(xù)的電流。一、電動(dòng)勢(shì)正電荷定向移動(dòng)的方向金屬導(dǎo)體為了描述方便，本節(jié)課按電流是由正電荷定向移動(dòng)形成的進(jìn)行討論。（負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向）一、電動(dòng)勢(shì)電流的方向：外電路內(nèi)電路由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路（closedcircuit）。用電器和導(dǎo)線組成外電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路一、電動(dòng)勢(shì)課堂探究一：(1).內(nèi)電路和外電路中的電場(chǎng)分別是怎樣的？(2).正電荷在外電路和內(nèi)電路分別受哪些力，做什么運(yùn)動(dòng)？(3).在電源內(nèi)部，正電荷只在靜電力作用下，

能從負(fù)極移動(dòng)到正極嗎？(4).結(jié)合生活實(shí)際猜想一下，電源可能通

過哪些作用(力)把從外電路移動(dòng)到負(fù)極的

正電荷經(jīng)過電源內(nèi)部不斷地搬運(yùn)至正極？(5).電源的這種能力是怎么來的呢？該過程

可能存在哪些能量轉(zhuǎn)化？一、電動(dòng)勢(shì)手搖發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁作用,它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。發(fā)電機(jī)化學(xué)電池在化學(xué)電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。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(shì)能的裝置。一、電動(dòng)勢(shì)課堂探究二：1.不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)相同嗎？3.如何去衡量電源的這種本領(lǐng)的強(qiáng)弱？怎樣去描述？2.如何比較不同抽水機(jī)抽水的本領(lǐng)？一、電動(dòng)勢(shì)1.抽水機(jī)增加水的重力勢(shì)能2.電源增加電荷的電勢(shì)能不同的抽水機(jī)抽水的本領(lǐng)(舉起高度)不同，使單位質(zhì)量的水所增加的重力勢(shì)能不同不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同，使單位正電荷所增加的電勢(shì)能不同類比：抽水機(jī)和電源2.定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢(shì)3.定義式：W非：非靜電力做的功q

：電荷量4.單位：伏特（V）1V=1J/C1.物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量

一、電動(dòng)勢(shì)思考:(1).電動(dòng)勢(shì)是矢量還是標(biāo)量？(2).電池越大電動(dòng)勢(shì)就越大嗎？電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)？9V3V12V各種各樣的電池電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無關(guān)。對(duì)于常用的干電池來說，電動(dòng)勢(shì)跟電池的體積無關(guān)。200V6V2.定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢(shì)3.定義式：W非：非靜電力做的功q

：電荷量4.單位：伏特（V）1V=1J/C5.標(biāo)量1.物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量6.特點(diǎn):由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān),

也跟外電路無關(guān)。

一、電動(dòng)勢(shì)總結(jié)：電動(dòng)勢(shì)E與電壓U的區(qū)別1.兩個(gè)公式中W分別表示什么力做功?

2.能量是如何轉(zhuǎn)化的?分別描述誰的特性？其他形式能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，E反映電源的特性電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量，U反映電場(chǎng)的特性

W表示電源內(nèi)部非靜電力做的功W表示電源外部電場(chǎng)力做的功

課堂探究三：圖中小燈泡的規(guī)格都相同,兩個(gè)電路中的電池也相同。多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗,請(qǐng)思考：(1).在外電路中，電勢(shì)怎樣變化？

電壓和電流滿足什么關(guān)系？(2).在內(nèi)電路中，電勢(shì)怎樣變化？(3).兩種情況下電源兩端的電壓相等嗎？二、閉合電路歐姆定律及其能量分析化學(xué)反應(yīng)層2.電源1.電流3.電勢(shì)二、閉合電路歐姆定律及其能量分析RrEU外U內(nèi)φ高φ低EE=

U外+

U內(nèi)二、閉合電路歐姆定律及其能量分析U外U內(nèi)E結(jié)論：E=U外+U內(nèi)E負(fù)載r++

電流+電勢(shì)電路中電勢(shì)降落關(guān)系二、閉合電路歐姆定律及其能量分析課堂探究四：電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,與一個(gè)負(fù)載接成閉合電路,設(shè)負(fù)載兩端電壓為U,電路中電流為I,通電時(shí)間為t(1).電源內(nèi)部非靜電力做了多少功？能量如何轉(zhuǎn)化？(2).這些電能在哪些地方轉(zhuǎn)化成其他形式能量？其他形式能電能其他形式能非靜電力做功電流做功W非＝qE=EItEIt=

UIt+I2rtE=U+Ir即E

=U外+U內(nèi)二、閉合電路歐姆定律及其能量分析(3).如果外電路是純電阻電路,那么電流I跟電源電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r、外電路電阻R之間會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？

E=IR+Ir二、閉合電路歐姆定律及其能量分析(一)、閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容：閉合電路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2.公式：（任何電路）（純電阻電路）（任何電路）

E=U外+IrE

=U外+U內(nèi)二、閉合電路歐姆定律及其能量分析

(1).U內(nèi)=Ir

是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓3.說明：

(2).U外

是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫路端電壓E

=U外+U內(nèi)二、閉合電路歐姆定律及其能量分析解釋現(xiàn)象：圖中小燈泡的規(guī)格都相同,兩個(gè)電路中的電池也相同。多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？

教材第88頁[例3]在如圖所示的電路中，R1＝20.0Ω，R2＝10.0Ω，當(dāng)開關(guān)S扳到位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1＝0.20A；當(dāng)開關(guān)S扳到位置2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2＝0.30A，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．6V

10Ω系統(tǒng)集成第126頁一、電動(dòng)勢(shì)：

W表示電源內(nèi)部非靜電力做的功,其他形式能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,E反映電源的特性W表示電源外部電場(chǎng)力做的功,電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量,U反映電場(chǎng)的特性課堂小結(jié)：閉合電路的歐姆定律(電動(dòng)勢(shì)、電勢(shì)和能量分析)二、閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容：閉合電路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2.公式：（任何電路）（純電阻電路）（任何電路）

E=U外+IrE

=U外+U內(nèi)

；教材第88頁5．現(xiàn)有電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為的電池多節(jié)，準(zhǔn)備用幾節(jié)這樣的電池串聯(lián)起來對(duì)一個(gè)正常工作電壓為、工作電流為的小燈泡供電．問：（1）最少需要用幾節(jié)這種電池？（2）電路還需要一個(gè)定值電阻來分壓，請(qǐng)計(jì)算這個(gè)電阻的阻值．（1）最少需要用5節(jié)這種電池；（2）電路還需要一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻分壓6．圖是汽車蓄電池供電簡(jiǎn)化電路圖。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)S閉合，電動(dòng)機(jī)工作，車燈會(huì)變暗；當(dāng)汽車啟動(dòng)之后，啟動(dòng)開關(guān)S斷開，電動(dòng)機(jī)停止工作，車燈恢復(fù)正常亮度。請(qǐng)分析以上現(xiàn)象發(fā)生的原因。

當(dāng)汽車啟動(dòng)開關(guān)S閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)與車燈并聯(lián)，電路總電阻變小，總電流變大，則降在r上的電壓變大，使得車燈兩端的電壓變小，車燈變暗；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)S斷開，電動(dòng)機(jī)停止工作，車燈恢復(fù)正常亮度