第五节 闭合电路欧姆定律 电源电动势及内阻-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第5课 闭合电路欧姆定律 电源电动势及内阻 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1.知道什么是电源，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系。 2.知道电动势的定义式。 3.了解电源的内阻。 4.了解内电路、外电路，知道电动势与内、外电压的关系。 5.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算。 1.通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解，会用电动势的定义式进行简单计算。 2.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，培养逻辑思维能力。 3.会从公式和图像两个角度分析路端电压U与电流I的关系，培养用图像法表述和分析图像问题的能力。 ( 知识精讲 ) [观图助学] (1)如图甲所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，A、B之间的高度差很快消失。在这个过程中，水管中只有一个短暂水流。怎样才能保持A、B之间稳定的高度差，在A、B之间形成持续的水流呢？ (2)如图乙所示，电源在电路中的作用相当于抽水机的作用，它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正、负极间有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流。电源是通过什么力做功实现这个功能的？ 　　　　　　　　　 甲　　　　　　　　　 　　乙 1.电源 (1)定义：通过非静电力做功把 转化为 的装置。 (2)能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为 ，在电源外部， 做正功， 转化为其他形式的能。 2.电动势 (1)物理意义：反映电源 的本领的大小。 (2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的 在电源内部从负极移送到正极所做的功。即E＝。 (3)单位： (V)。 (4)大小的决定因素：由电源中 的特性决定，跟电源的体积无关，跟 也无关。 (5)常用电池的电动势 干电池 铅蓄电池 锂电池 锌汞电池 V 2 V 3 V或3.6 V 1.2 V 3.内阻：电源内部 的电阻。 4.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。 [思考判断] (1)在电源内部，正电荷向正极移动过程中，静电力做负功，电荷电势能增加。( ) (2)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比。( ) (3)E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定。( ) (4)容量越大的电池，储存的化学能越多。( ) [观图助学] 手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减少多少，但小灯泡却不怎么亮了。 (1)电源电动势几乎不变，其内阻变化明显吗？ (2)电路中电流变化明显吗？ 1.闭合电路 (1)闭合电路是指由电源和 及导线组成的完整的电路。 (2)内电路：如图所示， 的电路叫内电路， 的电阻叫内电阻。 (3)外电路： 的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。 2.闭合电路中的能量转化 如图所示，电路中电流为I，在时间t内， 等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即EIt＝ 。 3.闭合电路欧姆定律 (1)内容：在外电路为 的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。 (2)表达式：I＝。 (3)适用条件： 为纯电阻电路。 [思考判断] (1)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压。( ) (2)对整个闭合电路来说，内、外电阻串联，它们分担的电压之和等于电源电动势的大小。( ) (3)在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压。( ) [观图助学] 我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮，这是为什么？还有，在家用电器使用中，打开大功率的空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又会马上亮起来，这是为什么？ 1.路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝ 。(2)U－I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示 ，斜率的绝对值表示电源的 。 2.路端电压随外电阻的变化规律 (1) 当外电阻R增大时，由I＝可知电流 ，路端电压U＝E－Ir ，当R增大到无限大(断路)时，I＝ ，U＝ ，即外电路断路时的 等于电源 。 (2) 当外电阻R减小时，由I＝可知电流I ，路端电压U＝E－Ir ，当R减小到零(短路)时