12.2 闭合电路的欧姆定律(二) 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(二) 学习目标 1 理解路端电压与负载的关系，并能进行相关计算。 2 通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 3 知道欧姆表测量电阻的原理，了解欧姆表内部结构。 重点 重难点 重点 学习目标 路端电压与负载的关系 如何解释这一现象呢？ 观察与思考 外电路两端的电压叫作路端电压。路端电压是用电器（负载）的实际工作电压。结合闭合电路欧姆定律说明路端电压与负载的关系。 A V 观察与思考 1.对纯电阻电路： U外＝IR＝E－Ir (1)当外电阻R增大时，据可知， 电流I减小，可知，增大。 (2)当外电阻R减小时，据可知，电流I增大，可知，减小。 结论：路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。 2.路端电压U外与外电阻R的关系： A V 观察与思考 当多个灯泡并联时，外电阻R减小，由可知，总电流I 增大， 由可知，路端电压U减小，灯泡两端电压减小，所以变暗。 1.两个电路中的电池相同，小灯泡的规格也相同，多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？ 思考与讨论 2.当外电路断开时，路端电压是多少？当电源两端短路时，路端电压是多少？电流会是无穷大吗？ 当外电路断开时，R→∞，U内＝0，U外＝E； 当电源两端短路时，R＝0，I＝(称为短路电流)，U外＝0. 一般r很小，所以短路电流很大，但不是无穷大. E R r V E r A 思考与讨论 1.电源的电动势为4.5 V，外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V， (1)如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多少？ 答案　3.7 V 导练 (2)如果把一个6.0 Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？ 答案　4.3 V 串联一个6.0 Ω的电阻后，外电阻R2＝4 Ω＋6 Ω＝10 Ω， 电源的U－I图像 根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像。 由E＝U＋U内及U内＝Ir得，U＝E－Ir，U－I图像如图所示 观察与思考 路端电压 U 随电流 I 变化的图像（r≠0）： 1.表达式：U ＝ E－Ir 3.纵轴上的截距：表示电源的电动势E； 2.图像：U－I图像是一条倾斜的直线。 E I0 断路 短路 U I O 横轴上的截距：表示电源的短路电流，I短＝I0＝ 。 4.图像斜率的绝对值：表示电源的内阻= 观察与思考 比较图线1和2，说明电源1和电源2的电动势及内阻大小关系。 由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，即U＝E－Ir。当I＝0时U＝E，即U－I图线中纵轴截距表示 电源电动势，两电源的电动势相等。内阻r＝ ， 即U－I图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1<r2。 思考与讨论 2.(多选)(2022·衡水市高二期末)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2.0 V B.电源内阻为 C.电源短路时电流为6.0 A D.路端电压为1.0 V时，电路中电流为5.0 A √ √ 导练 由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知，当I＝0时，U＝E，由题图知电源电动势为2.0 V，故A正确； 3.(多选)用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U－I图像，由图可知 A.电池电动势的测量值是1.4 V B.电池内阻的测量值是3.5 Ω C.外电路发生短路时的电流为0.4 A D.电压表的示数为1.2 V，电流表的示数为0.2 A √ √ 若U－I图像纵轴的取值不是从0开始，纵轴上的截距仍然表示电源的电动势E，图线斜率的绝对值仍然表示电源的内阻，但横轴截距不表示短路电流。 总结提升 欧姆表的原理 已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig＝10 mA，电流表内阻Rg＝7.5 Ω。 (1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变 电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？ 观察与思考 (2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？ (3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？ (4)通过以上计算，你有何发现？ [梳理与总结] 欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx＝0时，调节调零电阻R1， 使电流表指针达到满偏，有I＝Ig＝ ＝ ， 这一过程叫欧姆调零。满偏电流Ig处可标电阻大小为“0”。 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I＝0，可以在 I＝0处