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

12.2闭合电路的欧姆定律 横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 由导线、电源、用电器连成的电路。 E S R ②外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。 r ③内电路:电源内部是内电路。 1.认识电路 电源内部也有电阻，简称内阻r。 ①闭合电路： 2.电流的方向 金属导体 自由电子 为了描述方便，按正电荷移动的说法来讨论。 正负电荷移动效果一样 ：正电荷移动的方向 一、电动势 内电路： 外电路： + + + + + + + - - - - - - - 电源内部 ＋ F电 正极 负极 正电荷在静电力的作用下由正极移向负极 非静电力把正电荷由负极移向正极 F非 + + + + + + + - - - - - - - 电源内部 ＋ F电 F非 正极 负极 非静电力做功：使电荷的电势能增加。 低电势 高电势 Ep增加 消耗其它能量 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。 化学电池 电势能 化学能 非静电力化学作用 发电机 电势能 机械能 非静电力电磁作用 思考与讨论 ①概念：描述电源非静电力做功能力。 （定义式，不成比例关系） 电动势 ②大小：非静电力把1C正电荷从电源负极移动到正极所做的功。 ③公式： ④单位V （与电势、电势差单位相同） ⑤电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。 想一想，不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗? 看起来很像，但有什么区别呢？ 非静电力做功 静电力做功 ＋ － 电源内部 电势能 其他能 非静电力做功 静电力做功 电动势与电势差的区别 【例题1】铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ） A、电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能 B、蓄电池两极间的电压为2V C、蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能 D、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强 ABD 二 、闭合电路欧姆定律及其能量分析 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。 + – 内电路 外电路 部分电路 闭合电路 部分电路的欧姆定律: 二 、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1、理论推导闭合电路欧姆定律 如图，A为电源正极，B为电源负极。设电源电动势为E，电源内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I。 时间t内，电源输出的电能为 W=Eq=EIt 时间t内，外电路转化的内能为 时间t内，内电路转化的内能为 根据能量守恒定律 即 （纯电阻电路适用） 根据闭合电路中能量的转化情况（纯电阻） 二 、闭合电路欧姆定律及其能量分析 闭合电路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。 纯电阻电路 闭合电路欧姆定律 E＝I(R＋r)=IR+Ir E＝U外＋U内 U外=IR U内=Ir 1、理论推导闭合电路欧姆定律 E =6V S R=11Ω r=1Ω 错误 正确： V 如果在这连个电压表，它的示数是多大呢？ 它测的是外电阻的电压： U外=IR =0.5×11=5.5V 它也可以看成测量电源两端的电压： 路端电压U=5.5V 例如，如图所示的电路，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路电阻R=11Ω，电路中的总电流是多少呢？ 三、路端电压与负载的关系 U=E－Ir 根据闭合电路的欧姆定E=U外+U内，若将U外记为路端电压U，考虑到有U内=Ir，则 为什么多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗？ 电路中电源电动势E和内阻r是一定的，根据“越并越小”，路端总电阻减少。 根据 电流增加。 再根据U=E－Ir 可知，路端电压减少，所以变暗。 ①外电路断路时 E、r A V ②外电路短路时 E、r A V R→∞,I=0 U=E R=0 U I 0 E I短=E/r 断路 短路 图像斜率的绝对值 表示电源的内阻。内阻越大，图线越陡。 表达式 物理意义 适用条件 W＝W外＋W内 ⑤ EIt＝I2Rt＋I2rt ④ E＝I(R＋r) ① E＝U外＋Ir ② E＝U外＋U内 ③ 闭合电路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。 纯电阻电路 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路； ②③式普遍适用 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用 随堂小结 R变化情况 R↑ R→∞ R↓ R→0 Ｕ内＝Ｉr Ｕ外＝Ｅ－Ｕ内 对某一给定的闭合电路来说，电流、路端电压、内电压随外电阻的改变而改变，变化情况如下（ ↑ 表示增大， ↓表示减小）： I↓ I