4.1闭合电路欧姆定律-2022-2023学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019必修第三册）

鲁科2017课标版 第1节 闭合电路欧姆定律 高中物理必修三 第4章 闭合电路欧姆定律 与科学用电 制作：沈雄斌 授课： 用电器 开关 电源 导线 R S E 外电路 内电路 闭合电路 一个完整的电路通常由：电源、用电器、导线、开关组成。 当开关闭合后，电路形成了电流的闭合回路，称闭合电路。 闭合电路分成两部分：电源外部的电路称外电路；电源内部称内电路。 I I 1、电源 （1）电路电能的提供者 蓄电池 干电池 化学能 （2）功能 将电池中的 电能 转 化 （3）电动势 ①反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。 ②在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。 ③符号：E ④单位：伏特 V 内、外电路中能量转化示意图 电源工作时的能量转化 接通电路 电源两端出现电压 外电路电场力对电荷做正功 电源内部电荷克服静电力做功（非静电力做正功） 2 V 1.5 V 发电机 由以上实验可知，虽然两组电源的电动势都为 6 V，但电流和电压测量出的结果却不一样，这说明电源内部有电阻，简称内阻。电源的内阻会影响闭合电路中电流的大小。 在图4-5中，A组电源为四节干电池，B组电源为三节蓄电池，两组电源的电动势均为6V.将它们与额定电压为6V的小灯泡、电压表、电流表、开关按图示电路连接。分别闭合开关S1或S2,观察到小灯泡的亮度和电流表、电压表的示数都不相同。在闭合电路中电动势和用电器都相同的情况下，用电器两端电压不相同说明了什么？ 探究电源的内阻 R S E r E r 电源内阻，会降落一部分电压，称内电压；降落于外部的电压称外电压，也称为路端电压。 串联电路 电源内部有电阻，称为内阻。 2、闭合电路欧姆定律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 R S E r 或 2、闭合电路欧姆定律 I I 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内外电阻之和成反比。 式中，电源电动势和内阻一般是不变的。 公式还可变形为： 2、闭合电路欧姆定律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 开关S拨到位置“1”和位置“2”两种状态，可视为两个闭合电路。因此，可列出两种状态下的闭合电路欧姆定律方程。 分析 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 V S R1 2 R2 r E 解： 开关拔到“1”时 开关拔到“2”时 代入相应数据，联立上面两式，解得： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一般来说，电源的电动势不会随着电路状态的变化而发生变化，外电路两端的电压却会随着电路状态的变化而变化。请求解下面的问题。在上例中，若将“1”“2”用导线相连，当开关接通时，电压表的示数应为多少？ 式中E和r都是定值。 U-I图像 可以用U-I图像寻找式中各物理量之间的关系。 o U/V I/A 与U轴的交点表示什么？ 与I轴的交点表示什么？ 图像斜率又能表示什么？ 3、闭合电路路端电压与电流的关系 如图所示为某一电源的U-I图像，由图可知（ ） 实例演练 1、电源的电动势为 V 2、电源的内阻为 Ω 3、电源短路时的电流 A 4、路端电压为1V时，电路中的电流 A 当外电路的总电阻R增大时，电路的总电流I减小，但路端电压U反而增大；反之，当外电路总电阻R减小时，电路中的总电流I增大，路端电压U也减小。 4、闭合电路路端电压与外电阻的关系 根据闭合电路欧姆定律，我们还可以了解外电路两端的电压（ 简称路端电压 ）随外电阻变化的规律。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 用导线把旧干电池组、电流表、电压表、两只相同的小灯泡、开关等按图4-8所示电路连接。 （1)闭合开关S和S1,观察小灯泡L1的亮度，并记下电流表和电压表的示数。 （2)再闭合开关S2,观察小灯泡L1的亮度如何变化，电流表和电压表的示数如何变化。 请结合闭合电路欧姆定律，分析发生以上变化的原因。 观察路端电压随外电阻变化的现象 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ②当外电阻R增到无穷大时，相当于外电路断路则I=0，U=E；所以电源不接入电路时，电压表可直接测得电源电动势；电压表的内阻越大测量结果就会越准确。 ①当外电阻R减少到0时，相当于外电路短路则U=0；短路电流最大。 两种特殊情况 2、闭合电路路端电压与外电阻的关系 短路电流有时很大，会烧坏电源，甚至引发火灾。因此，应避免短路现象的发生。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 闭合