12.2.1 闭合回路欧姆定律 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.2 闭合电路欧姆定律 第一课时 必修第三册 两个电路中小灯泡的规格都相同，电池也相同。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？ 不同的电源对电路提供的能量一样吗？与哪些因素有关呢？ 课堂引入 电 源：能把自由电子从电源正极搬运到电源负极（也可理解为将正电荷从电源负极搬运到电源正极），使电荷的电势能增加。 在电源内部，受静电力正电荷向负极移动。为了使正电荷向正极移动，电源就提供了一种与静电力方向相反的力，使正电荷能够向正极移动，电势能增加，我们把电源提供的这种力叫作非静电力。 知识回顾 进一步认识电源 从能量转化的角度看，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。 化学电池中的非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；+q 发电机中的非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能…… +q 思考：该如何比较电源非静电力做功本领呢？ 非静电力所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。 比值定义法 非静电力使得正电荷能够向正极移动，电势能增加 一、电动势 W：非静电力做的功 q ：被移送的电荷量 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. 1. 物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电势能的本领。 2. 定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。 3. 表达式： 4. 单位：伏特，符号“V”。 5.决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源的非静电力特性决定，与电源的体积和外电路的组成及变化无关。 二、闭合电路的组成 用电器和导线组成外电路 电源内部是内电路 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。 A B C D R E 、r 化学反应层 A C D Ir 内阻上电势降低 B 电势突升 电势突升 （1）在外电路中：沿电流方向电势降低（降落）。 （2）在内电路中： ①从负极到正极，存在电势“跃升”。 ②电流流过内阻时，沿电流方向电势也降低。 2、闭合电路中的电势变化 r E R s 设电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯电阻为R，闭合电路的电流为I。 思考1、在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？ r E R K 内电路 外电路 E外=W电=UIt=I2Rt （纯电阻） 思考2、当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？ E内= Q内=I2rt 思考3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？ W非=Eq=EIt 思考4、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？ 非 思考与讨论： 如果外电路是纯电阻电路， 即： 闭合电路的欧姆定律 二、闭合电路欧姆定律 1、表述：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。 E＝U外＋Ir 2、表达式: 3、推导式: ② E＝U外＋U内 ① E＝IR＋Ir U外＝E－Ir （只适用于外电路为纯电阻的闭合回路） （既适用于外电路为纯电阻电路也适用于非纯电阻电路） （只适用于外电路为纯电阻的闭合回路） 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压. 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压. 注意： 闭合电路中的电势 E=IR+Ir A B C D R E , r U外=IR是外电路上总的电势降落； U内=Ir是内电路上总的电势降落； E=U外+U内 电源电动势等于内外电路电势降落之和。 内电压 外电压 二、闭合电路欧姆定律 4、电动势和路端电压 ①路端电压：外电路两端的电压，也就是闭合电路电源两极的电压。 ②电源接入电路时：由U端＝E－Ir ，可知U端＜E。 正常工作时，由于内电压的存在，U端＜E，即电源两极的电压小于 电源电动势。 三、路端电压与负载的关系 2、关系式： （适用于一切电路） 1、负载：电路中的用电器，可以是纯电阻元件，也可以是非纯电阻元件。 思考与讨论：电流表和电压表为理想电表，若外电阻R增大时，电压表示数如何变化？ 电压表示数变大。 该图线通常叫做：电源的外部特性曲线 (1)图象的函数表达式 ②横截距表示电源的短路电流 ③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。 ①纵截距表示电源的电动势E。 (2)图象的物理意义 U I O E I短 θ 断路 短路 3、电源的外部特性曲线（电源的U-I图象） 【练习1】（2023·湖南·雅礼中学高二期中）（多选）图1为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图。实验中测得多组电压和电流值，通过描