10.5 闭合电路欧姆定律、电源电动势及内阻（2）闭合电路欧姆定律 内阻 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第十章 电路及其应用 第五节 闭合电路欧姆定律、电源电动势及内阻 （2）闭合电路欧姆定律 内阻 经过查阅资料，水果组成的电池组可以有较高的电动势 还记得如何测电源电动势E吗？ （开路测电压） 前文回顾 经过多次实验 水果电池的电动势大概为1.5V左右 1.5V的干电池勉强可以实验室小灯泡发亮 1.5V 差不多电动势的水果电池也可以使小灯泡发光吗 小灯泡没有发光 原因是什么？ 由于灯泡没有损坏，显然问题出现在水果电池内部。 而水果电池的内部不易研究，我们用原理接近，但是更好方便调控的锌铜原电池 电源外部 电源内部 锌铜原电池内部操作空间大 多用表调整到电压档位 尝试改变锌板和铜板之间的距离，观察现象 数值几乎不改变 电动势几乎不会改变 Cu (+) Zn (-) 由于灯泡没有损坏，显然问题出现在水果电池内部。 而水果电池的内部不易研究，我们用原理接近，但是更好方便调控的锌铜原电池 电源外部 电源内部 锌铜原电池内部操作空间大 多用表调整到电流档位 尝试改变锌板和铜板之间的距离，观察现象 两极板间距变大，电流变小 电动势不变，电流变小，必定有存在电阻变大 Cu (+) Zn (-) + + ++ + + + + + + - - - - F非静电力 F静电力 + + + Cu (+) Zn (-) G I 理论上从电源的内部负极到正极 电势一直抬升 正电荷的电势能一直增加 从电压表的读数看到内部的电势分布 + + + Cu (+) Zn (-) G I 理想情况 Cu (+) Zn (-) 实际情况 Cu (+) Zn (-) 对于正电荷，静电力做正功，电势能降低 + + + 对于正电荷，非静电力做正功，电势能抬升 在电源内部，也存在类似外电路的电阻 沿电流方向电势也降低 Cu (+) Zn (-) r R 内电路： 内阻r（纯电阻）： 内电路对电流的阻碍 对应U内 外电路： 外电阻R：外电路对电流的阻碍 对应U外 电流经过电阻都会使电压降低（压降） 电动势会使电压抬升（压升） 化学反应 请同学们完成剪纸手工！！ 用纸筒高度来表示回路上电势高低 Cu (+) Zn (-) r R r E 内电路 R S 外电路 r E 内电路 R S 外电路 等效替代 显然对于电源而言，电动势E和内阻r都是电源的重要参数 根据能量守恒定律，抬升的电势能和降低的电势能相等 内、外电压之和为恒量，这一恒量称为电源电动势E r E 内电路 R S 外电路 r E 内电路 R S 外电路 等效替代 内阻r与外电路电阻是串联关系，故流经内阻的电流值就是干路电流 在闭合电路中，若外电路用电器为纯电阻，阻值为 R，回路中电流为 I，电源内阻为 r 闭合电路欧姆定律： 闭合电路中电流与电源电动势成正比，与内、外电阻的阻值之和成反比。 则根据 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． 内容: E＝U外＋Ir 表达式: 推导式: E＝U外＋U内 E＝IR＋Ir U外＝E－Ir 只适用于外电路为纯电阻的闭合回路 既适用于外电路为纯电阻电路 也适用于非纯电阻电路 说明： 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 理论可以证明，当内电阻不变，外电阻阻值增大时，外电压增大，内电压减小；当外电阻不变，内电阻阻值增大时，内电压增大，外电压减小。 串联电路，电压按电阻比例进行分配 对于外电路断开和短路两种特殊的情况，同样可以根据闭合电路欧姆定律进行分析 1．当外电路断开时，外电阻阻值可视为无穷大，此时电流 I 变为零，内电压U内= Ir 也为零，此时外电压在数值上等于电源电动势。因此，用电压表直接测量电源两端电压，就可得出电源电动势的近似值。 2．当外电路短路时，外电阻阻值 R 接近零，此时外电压 U外 = IR 也接近于零，回路中电流称为短路电流 I短 = 。通常电池内阻较小，一旦发生短路，电路中电流很大，极易损坏电源，甚至发生火灾。因此要防止发生短路。 课堂小结 闭合电路欧姆定律： 闭合电路欧姆定律： 闭合电路中电流与电源电动势成正比，与内、外电阻的阻值之和成反比。 E＝U外＋Ir E＝U外＋U内 E＝IR＋Ir U外＝E－Ir 推导式子： 课堂作业 作业21 $