12.2 闭合电路欧姆定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章 第二节 闭合电路的欧姆定律 复习回顾 P B A - - + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ 电源 Q:电源的作用是什么？ 电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。 电流的方向为正电荷移动方向，为了方便接下来我们就以正电荷移动为例分析。 正电荷从电源正极通过外电路移到负极,要想使电路中保持持续不断的电流，还必须把负极的正电荷通过内电路移送到正极，构成一个使自由电荷能循环运动的闭合回路。 闭合电路 由导线、电源和用电器连成的电路叫做闭合电路 外电路（用电器和导线组成） 内电路（电源内部） Q：外电路与内电路是什么关系？ 说明：外电路可以是纯电阻电路，也可以是非纯电阻电路；内电路一定是纯电阻电路 串联关系 一、电动势 阅读课本83-84页，回答下列几个问题 ①在闭合回路中，外电路的电流方向是怎样的？ ②静电力做什么功？哪些能量相互转化？ ③在电源内部电场方向是怎样的？ ④正电荷在电源内部受到的静电力方向如何？ ⑤正电荷从电源的负极移送到正极静电力是力还是动力？静电力做正功还是负功？ ⑥正电荷是在什么力的作用下移动到电源的正极的呢？ ⑦非静电力在移动正电荷的过程中是做正功还是负功？电荷的电势能如何变化？ 从能量转化的角度来看电势能的增加就意味着其他能量的减少，电源是通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电（势）能的装置。 发电机 太阳能电池 干电池、蓄电池 非静电力—电磁作用 非静电力—光电作用 非静电力—化学作用 机械能 电能 化学能 电能 太阳能 电能 一、电动势 1.定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功. 3.公式： 4.单位：伏特（V） 5.标量 ：非静电力做的功; ：电荷量 2.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。 6.特点：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关, 跟电源外部电路无关。 6 二、闭合电路欧姆定律及能量分析 思考：闭合回路的能量是怎样转化的？ 电源内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。 电源内部的电路可以等效为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。 设电源电动势为，内阻为，外电路电阻为，闭合电路的电流为， ①写出在t时间内，外电路中消耗的电能Q外的表达式？ ②写出在t时间内，内电路中消耗的电能Q内的表达式？ ③写出在t时间内，电源中非静电力做的功W的表达式？ 根据能量守恒定律它们之间有什么关系？ 根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。 8 1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，叫做闭合电路欧姆定律。 2.公式： 3.适用条件： 电流表达式适用于外电路是纯电阻的电路. 二、闭合电路欧姆定律及能量分析 电压表达式： 电流表达式： 其中r为电源内阻，R为外电路总电阻 电压表达式适用于任何电路 4.说明： ①是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。 ②是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。 三、路端电压与负载及电流的关系 Q:电压表测量的是否是电源电动势？ 对于确定的电源来说，和是一定的。当外电路只有电阻时 1.当外电阻 电流 路端电压 极端情况 外电阻 电流 路端电压 称为断路电压 2.当 电流 极端情况 称为短路电流 3.路端电压随电流变化的U-I图像 Q:与的图象是什么样子?反映了什么物理规律？ 图像的物理意义 在横轴上的截距： 图像斜率的绝对值： 在纵轴上的截距： 表示电源的电动势E 表示电源的短路电流 表示电源的内阻。内阻越大，图线越陡。 U I I短 E Q:这个图象和之前学过的图象有什么区别？ 综上所述：这个图象反映的是电源的信息 课堂练习 1.电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电．关于路端电压，下列说法中正确的是( ) A. 因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B. 当R增大时，路端电压也增大 C. 当干路电流I增大时，路端电压也增大 D. 因为U=E-Ir，所以当I增大时，路端电压减小 BD 2.如图所示电路中，电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω，R=15 Ω，下列说法中正确的是( ) A. 当S断开时，U_AC=9 V B. 当S闭合时，U_AC=9 V C. 当S闭合时，U_AB=7.5 V，U_BC=0 D. 当S断开时，U_AB=0，U_BC=0 AC 3．如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知（　　） A．电源电动势为2 V B．电源内阻为1/3 Ω C．电源短路时电