12.2 闭合电路欧姆定律（第二课时）-【物理优课PPT】高中物理必修第三册同步PPT课件（人教版2019）

第二课时 人教版（2019） 高中物理必修 第三册 第十二章 授课老师：欧姆 教学目标 1 知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义。 2 经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。 3 理解闭合电路的欧姆定律，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里问题中的作用。 4 能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。 5 知道欧姆表测量电阻的原理。 6 了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。 2 素养阐释 1 物理观念：电动势、闭合电路欧姆定律。 2 科学思维：通过对比抽水机理解电动势，理解电动势由电源的特性决定，跟外部电路无关。 3 1.温故知新 能把电子从 A 搬运到 B 的装置 P 就是电源 电源内部是什么力把电子从 A 搬运到 B 呢? A 和 B 是电源的两个电极。 4 1.小结 闭合电路的能量关系： 能量的观念 电源内部特性决定： E , r 用物理量之比定义 这里我们是从能量的观念分析电路问题的。理论探究闭合电路欧姆定律时，推导的核心就是分析闭合电路的能量关系。对电动势这个概念的建构，注重从功能关系和能量转化的角度理解，用物理量之比定义了电源电动势。推导出全电路欧姆定律之后，我们又可以从全电路的电势升、降角度来理解电动势。实验探究与理论探究是同等重要的，下节课我们将通过实验来验证闭合电路的欧姆定律，请大家拭目以待。 5 温故知新 闭合电路 电动势 电动势：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。 欧姆定律 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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。 E=IR+Ir E=U外+U内 适用范围：外电路为纯电阻的电路 6 实验 稀硫酸 PbO2 Pb V 探针 V՛ A 我们使用化学电池作为电源（正、负电极材料分别别为氧化铅和铅，电解液为稀硫酸），将其与滑动变阻器、电流表、开关串联成闭合回路。两个探针分别靠近正、负电极。实验电路如图所示，电流表测量回路中的电流。由于外电路、内电路中沿电流方向都有电势降落，电压表用了两块数字电压表。V测电源的开路电压（电动势）及电路闭合后的路端电压，V’测内电路中的电势降落。请同学特别关注这两块电压表正负极的连接方式。 7 实验 此时外电路断路，V测得电动势为2.1V.实验中利用滑动变阻器改变外电阻的大小。请大家看实验视频，观察数据的变化。 8 实验 1 2 3 4 5 6 在实验中记录了6组数据。 9 序号 1 2 3 4 5 6 电流 I / mA 8 12 17 20 25 30 电压U外 / V 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 电压U内 / V 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 U外+ U内 / V 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 实验 E= U外+ U内 实验数据处理 把这6组数据填入数据表格，我们可以看出外电路上电势的降落和内电路上的电势降落之和都等于电源的电动势。实验数据和理论符合得非常好。 10 路端电压与负载的关系 1 闭合电路的功率和效率 2 闭合电路的动态分析 3 11 1.路端电压与负载的关系 外电路中的用电器叫负载， 外电路的电势降落叫路端电压。 E、r s R1 A V R0 U＝E－Ir 由E=U外+U内知 你知道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？ 负 载 12 2.问题与思考——呼应开头 电路中电源电动势 E 和内阻 r 是一定的，根据“越并越小”，可知路端总电阻减少。 再根据 U=E－Ir 可知，路端电压减少，所以变暗。这就解释了节前“问题”栏目中的实验现象。 根据 可知，电流增加。 接下来请观看视频解读 13 3.视频演示 14 4.两种特殊电路 B D C A B D C A A B 短路(R=0) A B 断路(R→∞ I=0) 1.外电路断路时: 2.外电路短路时: U外=I R外= E R外+r • R外 = E 1+ r R外 一般不允许外电路短路。 在电源末接入电路的情况下，用电压表直接测量电池两极所得到的数值，近似等于电源电动势的大小。 15 5.电源的外部特性曲线 (1) 图像的函数表达式 ③ 图像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 在纵轴上的截距表示电源的电动势 E。 (2) 图像的物理意义 U I O E I短 θ 断路 短路 路端电压 U 随电流 I 变化 的图像 ② 在横轴上的截距表示电源的短路电流 r=0 16 1.a 为电源的 U-I 图