4.1 閉合電路歐姆定律（第一節(jié)）課件-高二上學(xué)期物理魯科版（2019）必修第三冊(cè)

高二

物理組4.1閉合電路歐姆定律01ErABSR閉合電路外電路I內(nèi)電路思考：一個(gè)完整的電路由哪幾部分組成？想要形成電流需要哪些條件？1、一個(gè)完整的電路通常由電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線等組成。(2)外電路:電源外部的電路開關(guān)閉合后，電路形成電流的閉合回路。(1)閉合電路(3)內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路一、閉合電路1.

電源外部，電流方向？是什么力讓正電荷從高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)到低電勢(shì)？2.電源內(nèi)部，正電荷受到電場(chǎng)力方向（電流方向）？電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？3.

在電源內(nèi)部，又是什么力讓正電荷從低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)到高電勢(shì)？靜電力/電場(chǎng)力從負(fù)極指向正極負(fù)功非靜電力問題探究電源：通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。++++電源____+++++++正極負(fù)極非靜電力4.電源內(nèi)部的非靜電力是由什么提供的？從正極指向負(fù)極內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。二、電動(dòng)勢(shì)1.定義：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功跟被搬運(yùn)的電荷量的比值。

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/C標(biāo)量4.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)的大小。

它是電源的特征量。不同的電源，產(chǎn)生電能的機(jī)制是不同的。電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別與聯(lián)系想一想：

電動(dòng)勢(shì)是電壓?jiǎn)幔坎皇?！三、閉合電路歐姆定律及其能量分析部分電路歐姆定律rERsIIRU實(shí)際的電源可分解成不計(jì)內(nèi)阻的理想電源和一個(gè)內(nèi)阻兩部分1.若外電路中的用電器都是純電阻R，在時(shí)間t內(nèi),外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？Q外=I2Rt2.內(nèi)電路也有電阻r，當(dāng)電流通過內(nèi)電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？Q內(nèi)=I2rt3.電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)非靜電力做了多少功？在時(shí)間t內(nèi)，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？W非靜電力=qE=IEt思考與討論：4.上述各部分能量之間有什么關(guān)系？三、閉合電路歐姆定律及其能量分析rERsI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非=Q外+Q內(nèi)EIt=I2Rt+I2rt

E=U外+U內(nèi)E=IR+Ir說明：1.

U外=IR

是外電路上總的電勢(shì)降落，習(xí)慣上叫路端電壓.2.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.結(jié)論：電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。三、閉合電路歐姆定律及其能量分析適用范圍：外電路為純電阻的電路電路中的電勢(shì)變化三、閉合電路歐姆定律及其能量分析U內(nèi)U外E結(jié)論：E=U外+U內(nèi)ErRS++電流+電動(dòng)勢(shì)BDACABCDREr化學(xué)反應(yīng)層◆在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低◆在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”電路中的電勢(shì)變化三、閉合電路歐姆定律及其能量分析[例1](多選題)關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下面說法正確的是(

)

A.電源的電動(dòng)勢(shì)就是電源兩極間的電壓

B.電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大

C.電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值等于內(nèi)、外電路電壓之和

D.電動(dòng)勢(shì)只由電源性質(zhì)決定，與外電路無關(guān)BCD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非=Q外+Q內(nèi)EIt=I2Rt+I2rt

E=U外+U內(nèi)E=IR+Ir三、閉合電路歐姆定律及其能量分析閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動(dòng)勢(shì)成_______，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成________。

2.公式：正比反比（只適用于純電阻電路）（普遍適用）變形公式：只有外電路為純電阻電路時(shí)三、閉合電路歐姆定律及其能量分析閉合電路歐姆定律的幾種表示形式三、閉合電路歐姆定律及其能量分析[例2]

如圖，R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.解：當(dāng)S切換到位置l時(shí)：E=I1R1+I1r(1)當(dāng)S切換到位置2時(shí)：E=I2R2+I2r(2)E=3Vr=1Ω由（1）、（2）式代入數(shù)據(jù)，有：思考：改變外電阻阻值，干路電流和路端電壓會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？E，rSRAV理論說明：1.R增大，電流減小，路端電壓增大2.R減小，電流增大，路端電壓減小結(jié)論：AB短路(R=0)AB斷路(R→∞I=0)（1）外電路斷路時(shí):（2）外電路短路時(shí):四、路端電壓與外電阻的關(guān)系一般不允許外電路短路。3.兩種特殊電路即：斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)(1)圖象的函數(shù)表達(dá)式②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對(duì)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(dòng)勢(shì)E。

(2)圖象的物理意義UIOEI短θ斷路短路4.電源的外部特性曲線

——路端電壓U隨電流I變化的圖象四、路端電壓與外電阻的關(guān)系r=0=1.a為電源的U-I圖象，b為外電阻的U-I圖象；2.a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??；b的斜率表示外電阻的大??；3.a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動(dòng)勢(shì)；4.兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓;5.交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形UMOI的面積表示電源的輸出功率；UOIIm

IEUM（I，U）βαb

aN拓展：U-I圖象四、路端電壓與外電阻的關(guān)系[例3]在U-I圖象中，由圖象作出的下列判斷中，正確的是（）A.被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5VB.被測(cè)電池的內(nèi)電阻為2.0ΩC.外電路短路時(shí)的電流約為3.0AD.從圖象的A點(diǎn)變化到B點(diǎn)，外電路電阻變小U/VI/AOAB12340.51.01.5ACD1．電源提供的功率：2．電源的輸出功率：3．電源內(nèi)阻上的熱功率：4.供電效率:對(duì)純電阻電路,電源的效率為:五、閉合電路中的功率和效率rERsIR增大時(shí)電源效率提高ORPrPm5.電源最大輸出功率：五、閉合電路中的功率和效率輸出功率：P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU外=I2R外（外電阻為純電阻電路）當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,但效率只有百分之五十。1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開或閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。六、閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析2.電路動(dòng)態(tài)分析的兩種常用方法U分

R局增大減小→R總增大減小→I總增大減小→U總增大減小→I分(1)程序法：3.一個(gè)結(jié)論：“串反并同”(1)“串反”是指某一電阻增大時(shí)，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?。荒骋浑娮铚p小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大;(2)“并同”是指某一電阻增大時(shí)，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；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。六、閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析(1)在閉合電路中，任何一個(gè)電阻的增大(或減小)，都將引起電路總電阻的增大(或減小)，該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大(或減小)。六、閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析4.方法點(diǎn)撥(2)理想電壓表可認(rèn)為是斷路，理想電流表可認(rèn)為是短路。課堂小結(jié)動(dòng)態(tài)分析閉合電路歐姆定律E=IR+IrU＝E－IrE=U外+U內(nèi)輸出功率ORPrPm電動(dòng)勢(shì)路端電壓BDAC【典例1】（多選）（2021·河北保定·高二期末）如圖甲所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，定值電阻為R1，電流表和電壓表均為理想電表。閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片從左端向右端滑動(dòng)，電壓表、電流表的示數(shù)U和I隨之發(fā)生變化，如圖乙所示，U0、I0和I1均為已知，下列說法中正確的是（）A．

B．C．

D．典例分析【正確答案】BC典例分析【典例2】（多選）（2020·江西省靖安中學(xué)高二月考）在如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。則（）A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V B．電源的內(nèi)阻為2ΩC．電阻R的阻值為1Ω D．電路消耗的總功率為6W典例分析【正確答案】ACD【典例3】（2021·山西太原·高二期末）按如圖的電路連接好裝置、閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論滑動(dòng)變阻器的滑片移到任何位置電流表均無示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近電源的電動(dòng)勢(shì)。如果電路只存在一處故障，則出現(xiàn)故障的部位可能是（）A．電流表斷路

B．開關(guān)S斷路C．待測(cè)電阻Rx斷路 D．滑動(dòng)變阻器R斷路典例分析【正確答案】C【典例4】（2021·云南麗江第一高級(jí)中學(xué)高二月考）在如圖所示電路中，當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)頭P向b端移動(dòng)時(shí)（）A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C．