闭合电路欧姆定律课件.pptx

1、讲解人：XXXX 时间：2020.5.20 第第7节节 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 第二章 恒定电流人 教 版 高 中 物 理 选 修 3-1课堂导入ErABSR闭闭合合电电路路外电路外电路内电路内电路I根据欧姆定律可知：根据欧姆定律可知：IRU部部分分电电路路闭合电路中的闭合电路中的电流电流I与哪些与哪些因素有关呢？因素有关呢？RUI 电路图如图所示，当开关打开时，电电路图如图所示，当开关打开时，电压表读数与电源电动势有什么关系？压表读数与电源电动势有什么关系？当开关闭合时，两者还相等吗？当开关闭合时，两者还相等吗？思考思考课堂导入外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。内电路:电源

2、内部是内电路。1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路一、闭合电路的构成：ErSRABI问题1：流过闭合电路的电流方向是怎样的？【探究一：闭合电路的电流方向】在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极。【探究结论】闭合回路的电流方向：+-+R内电路与外电路中的总电流是相同的。【探究一：闭合电路的电流方向】演示实验演示实验【探究一：闭合电路的电流方向】+_+A DC B正极负极与、与之间形成化学反应层（存在非静电力）化学溶液化学溶液【探究二：闭合电路中电势如何变化】实

3、际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分电路中的电势变化情况:不能忽略的一个问题，电源有内阻【探究二：闭合电路中电势如何变化】（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”BC 和DA化学反应层。【探究结论】电路中的电势变化情况：BDACA B电源电动势：BCDA内部分析ABCD【探究二：闭合电路中电势如何变化】【实验结论】【实验结论】21UUE电源电动势等于内外电路电势降落之和【探究二：闭合电路中电势如何变化】【实验探究：闭合电路中电流I大小的决定因素】问题1.电源内部非静电力做了多少功？能量如何

4、转化？ErS负载负载ABI情景：电源电动势为E,内阻为r,与一个负载接成闭合电路，设负载两端电压为U,电路中电流为I,通电时间为t。EItEqW非化学能电能其他形式能EItEqW非非静电力做功电流做功【理论探究三：闭合电路中电流I大小的决定因素】问题2：这些电能在哪些地方转化成其他形式能量？外电路UItW外rtIW2内内电路根据能量守恒定律,有：内外非WWWrtIUItEIt2rIUIEI2IrUE能量关系：功率关系：电压关系：【理论探究三：闭合电路中电流I大小的决定因素】闭合电路的欧姆定律rREI那么：如果外电路是纯电阻电路，IrIRE即：内外UUE【探究结论】【探究结论】rERS内电路内电

5、路外电路外电路【理论探究三：闭合电路中电流I大小的决定因素】1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。阻之和成反比。2.公式：公式：rREI说明：说明：是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。（适用范围：纯电阻电路）闭合电路欧姆定律【探究结论】R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小由路端电压:rREIIrEU【理论探究】路端电压与负载的关系ABABBDCA（1

6、）外电路断路时（2）外电路短路时断路(R I=0)短路(R=0)两种特殊情况BDCAEUIR端，000端，UrEIR【理论探究】路端电压与负载的关系【深入探究】【深入探究】思考与讨论思考与讨论:设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻，内阻r=2。请根据路端电压与。请根据路端电压与电流的关系式电流的关系式U=E-Ir，以，以U为纵坐标，为纵坐标，I为横坐标，作出为横坐标，作出U与与I关系的关系的函数图象。函数图象。(1)外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？与电动势的关系？(2)电动势电动势E的大小对图

7、象有什么影响？的大小对图象有什么影响？(3)电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？(4)内阻内阻r的大小对图象有什么影响的大小对图象有什么影响?【理论探究】路端电压与负载的关系(1)图象的函数表达式 IrEU在横轴上的截距表示电源的短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。在纵轴上的截距表示电源的电动势E。(2)图象的物理意义UIOEI短短断路断路短路短路2.电源的外部特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象。rEI短【理论探究】路端电压与负载的关系【例1】在下图中，R114，R29，当开关S切换

8、到位置1时，电流表的示数为I10.2A;当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I20.3A。求电源的电动势E和r。(思考：本题其实是测量电源电动势和内阻的一种方法，若把安培表换成电压表，还能测出电源电动势和内阻吗？)rIRIErIRIE222111解解:得得:1V0.3rE典型例题例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（）A.被测电池的电动势为1.5VB.被测电池的内电阻为2.0C.外电路短路时的电流约为3.0AD.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小ACDU/VI/AOAB12340.51.01.5典型例题例3.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2,四个电阻的阻值

9、已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有()A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1AAC典型例题由 得1电源提供的功率（电源功率）：2电源的输出功率（外电路得到的功率）：3电源内阻上的热功率：由于闭合电路中内、外电路的电流相等，4.供电效率:对纯电阻电路,电源的效率为:外内UUE外内IUIUIEIEP 总外外IUP rIIUP2内内EUPP外总外100%100%Rr11100%100%)(22rRRrRIRI【探究五:闭合电路中的功率关系】ORPrPm5.电源最大输出功率RIIUP222)(rRRErRrRE4)

10、(22rEPrRm42 时，当【探究五:闭合电路中的功率关系】例4.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是()A电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小ACD【探究五:闭合电路中的功率关系】1.闭合电路欧姆定律（1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。（2）表达式 2路端电压与负载的关系（1）路端电压随外电路电阻R的增大而增大 断路：短路：（2）路端电压U 随电流I 变化的关系式：EUIR端，0rREI00端，UrEIRIrEU课堂小结讲解人：XXXX 时间：2020.5.20 感谢各位的聆听感谢各位的聆听第二章 恒定电流人 教 版 高 中 物 理 选 修 3-1