12.2 闭合电路的欧姆定律(一) 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章　电能　能量守恒定律 闭合电路的欧姆定律(一) 学习目标 1 理解电动势的概念。 2 了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和。 3 理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式。 重点 重难点 电动势 外电路 内电路 内电路 S R + - R S + - r E 内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。 由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。闭合电路包括外电路和内电路。 观察与思考 如图所示，在外电路中，正电荷由电源正极流向负极。电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极．那么，电源的这种能力是怎么来的呢？ r E R S 观察与思考 抽水机增加水的重力势能 电源增加电荷的电势能 水泵抽水靠的是非重力 电源移动电荷靠的是非静电力F 从能量转化角度来看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。 电源把正电荷从负极搬运到正极的力。 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 F 观察与思考 6 　　干电池 发电机 在发电机中，非静电力是电磁作用， 它使机械能转化为电势能。 在干电池中，非静电力是化学作用， 它使化学能转化为电势能。 观察与思考 7 电动势 (1)定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移动的电荷量q的比值叫电源的电动势。 (2)定义式：E＝ 。 (3)单位： 伏特(V)，1 V＝1 J/C。 (4)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。 (5)电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。 8 1.日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。 非静电力做功：W非＝q1U1＝7.5 J，电势能增加了7.5 J； 非静电力做功：W非′＝q2U2＝7.4 J，电势能增加了7.4 J； 标有“1.5V”干电池 标有“3.7V”手机电池 (1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？ 思考与讨论 (2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？ 不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电荷量有关。若把带相同电荷量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。 思考与讨论 (1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。(　　) (3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化为电能的本领一样大。(　　) × √ √ 辨析 (5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。(　　) × √ 辨析 导练 1.(2022·河北石家庄辛集二中高二月考)在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一个小风扇(如图所示)，该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池的电动势为E＝0.6 V，关于该电池的描述正确的是 A.单位时间内可把0.6 J的太阳能转化为电能 B.通过1 C的电荷量该电池能把0.6 J的太阳能转化为电能 C.该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节1.5 V的7号电池的本 领大得多 D.把该电池接入闭合电路后，电动势减小 √ 电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，故通过1 C的电荷量该电池能把0.6 J的太阳能转化为电能，A错误，B正确； 电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，一节7号电池的电动势为1.5 V，因此该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节7号电池的本领小，C错误； 电动势的大小为定值，与该电池是否接入电路无关，D错误。 闭合电路欧姆定律及其能量分析 在内电路中 R S r E E U内 U外 闭合电路电势变化情况 E U内 U外 (1)非静电力做功使自由电荷电势升高电动势E ； (2)存在内阻，沿着电流方向电势降低U内。 在外电路中，存在外阻R，沿电流方向电势降低U外. 对于闭合电路来说，内外电路都会出现电势降低，电势能减少。 那么，电流I 跟电源的电动势E及内阻r、外电阻R之间会有怎样的关系呢？ 观察与思考 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt。 (2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝I2Rt。内电路转化的内能为Q内＝I2rt。 (3