閉合電路歐姆定律課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章

：第2節(jié)閉合電路歐姆定律01閉合電路02電源的概念04路端電壓與負(fù)載的關(guān)系05閉合電路歐姆定律03電動(dòng)勢(shì)11課后練習(xí)及總結(jié)07電源的功率與效率08電路動(dòng)態(tài)的分析06電池組的串并聯(lián)09含電容器直流電路10電路故障分析一、閉合電路

如圖，由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路。

用電器和導(dǎo)線組成外電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路。rERK內(nèi)電路外電路閉合電路1、閉合回路的電流方向

外電路中：正極→負(fù)極

內(nèi)電路中：負(fù)極→正極

I內(nèi)=I外（內(nèi)、外電路電流相等）2、電路中的電勢(shì)變化情況（1）在外電路中

沿電流方向電勢(shì)降低。（2）在內(nèi)電路中①存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；

②沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”。二、電源的概念1、電源外部，正電荷從正極移動(dòng)到負(fù)極。2、電源內(nèi)部，存在由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)。在這個(gè)電場(chǎng)中，靜電力阻礙正電荷向正極移動(dòng)。因此，在電源內(nèi)部，要使正電荷向正極移動(dòng)，就一定要有一種與靜電力方向相反的力作用于電荷才行，我們把這種力叫作非靜電力。

3、電源內(nèi)部能量情況

電源內(nèi)部非靜電力克服電場(chǎng)力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。4、從能量角度看電源

從能量角度，電源是通過(guò)非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。5、不同電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同。這里可以把電源看成抽水機(jī)，如下圖。抽水機(jī)增加水的重力勢(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。電源增加電荷的電勢(shì)能

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6、電源重要參數(shù)（1）電源電動(dòng)勢(shì)：E（2）電源的內(nèi)阻

電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻，用符號(hào)r表示。（3）電池的容量

電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。

單位：安·時(shí)(A·h)毫安·時(shí)(mA·h)

與電流和時(shí)間相關(guān)。三、電動(dòng)勢(shì)1、定義

在物理學(xué)中，非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功跟它的電荷量的比值叫作電動(dòng)勢(shì)。

電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。2、定義式W：非靜電力做的功

q

：電荷量3、單位

伏特（V）1V=1J/C4、標(biāo)量5、物理意義

反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小6、特點(diǎn)

由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān),跟電源外部電路無(wú)關(guān)。電動(dòng)勢(shì)E電勢(shì)差U物理意義非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能靜電力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能定義式E=W/q，W為非靜電力做的功U=W/q，W為靜電力做的功單位伏特（V）聯(lián)系①E=U內(nèi)+U外②電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電勢(shì)差四、閉合電路歐姆定律1、閉合回路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系（1）若外電路中的用電器都是純電阻R，在時(shí)間t內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：（2）內(nèi)電路也有電阻r，當(dāng)電流通過(guò)內(nèi)電路時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：（3）電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)非靜電力做功：（4）由能量守恒定律，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。2、閉合電路歐姆定律公式（1）表述

閉合電路中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）說(shuō)明：IR=U外

外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫外電壓（或路端電壓）Ir=U內(nèi)

內(nèi)電路上的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓（3）常用形式E=U外+Ir=U外+U內(nèi)（一切電路）五、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系1、路端電壓即外電壓，也是電源兩極間的電壓2、影響條件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

3、電源的外特性曲線（即電源的U-I圖像）

路端電壓U隨電流I變化的圖象。（1）縱截距---電動(dòng)勢(shì)E

（2）橫截距---短路電流I短（3）斜率的絕對(duì)值---內(nèi)阻r4、兩個(gè)特例（1）外電路斷路時(shí)（2）外電路短路時(shí)

六、電池組的串并聯(lián)1、串聯(lián)2、并聯(lián)七、電源的功率與效率1、功率（1）電源的功率（電源的總功率）

（2）電源的輸出功率

（3）電源內(nèi)部消耗的功率2、電源的效率（純電阻電路）3、電源的輸出功率（純電阻電路）

當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，為八、電路的動(dòng)態(tài)分析1、原理

閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。2、依據(jù)

閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。3、口訣

串反并同（前提：電源有內(nèi)阻）（1）串反

與阻值發(fā)生變化的電阻串聯(lián)的所有用電器的電壓、電流和電功率都與該電阻變化情況相反。（1）并同

與阻值發(fā)生變化的電阻并聯(lián)的所有用電器的電壓、電流和電功率都與該電阻變化情況相同。九、含電容器直流電路1、在直流電路中，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在電容器處電路看作是斷路。2、電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，所以在此支路中的電阻上無(wú)電壓降落，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。3、當(dāng)電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極板間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等。4、電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充（放）電。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過(guò)與它并聯(lián)的電路放電。電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以可以根據(jù)正極板電荷變化情況來(lái)判斷電流方向。引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。5、如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過(guò)每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。十、電路故障分析1、斷路（1）特點(diǎn)

電流為零，斷點(diǎn)的同側(cè)無(wú)電勢(shì)差，若只有一個(gè)斷點(diǎn)，斷點(diǎn)的兩端有電勢(shì)差。（2）造成的結(jié)果

電路中的總電阻增大，干路上的電流減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓增大。2、短路（1）特點(diǎn)

被短路的用電器兩端無(wú)電壓，用電器無(wú)電流流過(guò)。（2）造成的結(jié)果

電路中總電阻減小，干路電流增大，被短路用電器不工作，與其串聯(lián)的用電器兩端電壓增大。1、下列閉合電路的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（

）A、電源短路時(shí)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)B、電源短路時(shí)，路端電壓為零C、電源斷路時(shí)，路端電壓最大D、電源的負(fù)載增加時(shí)，路端電壓也增大當(dāng)堂訓(xùn)練A2、如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝20V，內(nèi)阻r＝1Ω，當(dāng)接入固定電阻R＝4Ω時(shí)，電路中標(biāo)有“3V4.5W”的燈泡L和內(nèi)阻r′＝0.5Ω的小型直流電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，求(1)電路中的電流強(qiáng)度？(2)電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓？(3)電源的總功率？1.5A9.5V30W3、在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r。L1、L2是兩個(gè)小燈泡，閉合S后，兩燈均能發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)（

）A、L1變暗L2變暗B、L1變亮L2變暗C、L1變亮L2變亮D、L1變暗L2變亮D4、(多選)如圖所示為某一電的U－I圖象，由圖可知（）A、電源電動(dòng)勢(shì)為2VB、電源內(nèi)阻為1/3ΩC、外電路短路時(shí)電流為6AD、電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為5AAD5、已知如圖，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的變化范圍是0－10Ω。求：（1）電源的最大輸出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率。ErR2R1（1）

2.25W（2）

2W（3）1.5W6、（多選）已知如圖，電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法：（

）A、增大R1

B、增大R2C、增大R3

D、減小R1CD7、如圖所示的電路中，閉合電鍵k后，燈a和b都正常發(fā)光，后來(lái)由于某種故障使燈b突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷這故障可能是（）A、a燈燈絲燒斷B、電阻R2斷C、電阻R2短路 D、電容被擊穿短路B