1.7 电路和欧姆定律（课件）-高一《电工基础》同步精品课堂（高教版·第2版）

电路和欧姆定律 （1课时） 高等教育出版社 第一章电路基础知识 使用教材 电工基础（第2版） 主编 刘志平 苏永昌 一 教学目标 1 2 理解电路的三种工作状态及其特点。 3 掌握欧姆定律，能应用欧姆定律解题。 掌握电路的组成及电路图中常用符号。 二 教学重点、难点 部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律的含义及其应用。 应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流随外电阻 变化的关系。 重点 难点 库仑扭称 三 课程导入 同学们知道手电筒内部的电路结构吗？ 【导入】 【观察与思考】 四 新知学习 一、电 路 ∙ 电 路： 电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来 的总体，为电流的流通提供了路径。 ∙ 电路基本组成 电源 用电器（负载） 连接导线 控制器件 简单的直流电路 　　(1)电源(供能元件)： 为电路提供电能的设备和器件(如电池、 发电机等)。 (2)负载(耗能元件)： 使用(消耗)电能的设备和器件 (如灯泡等用电器)。 控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 将电器设备和元器件按一定方式连接起来 (如各种铜、铝电缆线等)。 (4)控制器件： (3)连接导线： 【观察与思考】 二、电路的工作状态 ∙ 电路的工作状态 通路(闭路)： 开路(断路)： 短路(捷路)： 电源与负载接通，电路中有电流通过，电 气设备或元器件获得一定的电压和电功率， 进行能量转换。 电路断开，电路中没有电流通过，又称为 空载状态。 电源两端或电路中某些部分被导线直接连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载。 闭合 灯亮 通路 打开 灯不亮 断路 短路 此时，电源提供的电流比正常通路时大许多倍，严重时，会烧毁电源和短路内的电气设备。 在家用电路中，通常采用安装熔断器或空气断路器来预防短路。 职业相 关知识： 电路中有电流通过，负载能正常工作。 电路中没有电流，负载不工作。 不允许！ 【观察与思考】 三、欧姆定律 ∙ 部分电路欧姆定律： 导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反 比，这就是部分电路欧姆定律。 ∙ 公式： ∙ 电阻的伏安特性： 线性电阻：电阻阻值不随电压、电流变化而改变的电阻。 非线性电阻：电阻阻值随电压或电流变化而改变的电阻。 电阻的伏安特性：一般把电阻两端电压U和通过电阻的电流I之间的对应 变化关系，称为电阻的伏安特性，二者之间的变化关 系曲线称为伏安特性曲线。 线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线 非线性电阻的伏安特性是一条曲线 【观察与思考】 旧电池两端的电压还有1.4V，可给同样的手电筒供电，为什么手电筒就不亮了呢？同学们能解释这其中的原因吗？ 【 设疑 】 虽然旧电池两端的电压还有1.4V，可给同样的手电筒供电， 为什么手电筒就不亮了呢？同学们能解释这其中的原因吗？ 日常生活中，常常会遇到这样的情况：用电动势为1.5V的两节新电池给手电筒供电，开始时，手电筒正常发光，亮度足，使用一段时间后，手电筒逐渐变暗，最后完全处于不亮状态，取出电池，用万用表测电池两端电压，其值约为1.4V。 闭合电路中的电流 I ，与电源电动势 E 成正比，与电路的总电阻 R + r（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比，这就是闭合电路欧姆定律。 ∙ 闭合电路欧姆定律： ∙ 公式： E  R I + I E  U +U0 闭合电路 IR＝U 是外电路上的电压降（也叫电源的端电压）。 Ir＝U0 是内电路上的电压降（也叫内压降）。 ∙ 外电压（端电压）： ∙ 内电压： 即：电源的电动势等于内、外电路电压降之和。 V r E I S R 如图所示，闭合电键 S，电路的电流为 I，端电压为 U，内电压为 U0。实验表明，电源电动势等于端电压和内电压之和，即 四、端电压 【结论】 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。 R S E I A V P r 演示一： 图所示的电路中，当电路接通，滑动片向右移动时，外电阻 R 增大。 现象： 电压表的读数增大, 电流表读数减小 演示二： 当滑动片向左移动时，外电阻 R 减小。 现象： 电压表的读数减小,电流表读数增大。 外电阻R改变情况 电流I的变化 内电压U0的变化 端电压U的变化 增大R 减小I 减小U0 增大U 开路R ∞ 减为零I=0 减为零U0=0 最大U=E 减小R 增大I 增大U0 减小U 短路R=0 最大I= 最大U0=E 减为零U=0 依据原理 I= U0=Ir U=E-U0=E-Ir 端电压随外电阻的变化关系 五 课堂练习 【例题分析】 如图所示，当单刀双掷开关 S 合到位置1时，外电路的 电阻R1 =14，测得电流表读数I1=0.2A；当开关S合到位 置2时，外电路的电阻R2 =9，测得电流表读数I2=0.3A； 试求电源的电动势 E 及其内阻 r 。 【解析】根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组 E = R1I1 + R0 I1 (当 S 合到位置 1 时) E = R2I2 + R0 I2 (当 S 合到位置 2 时) 　　解得：R0  1 ，E  3 V。 本例题给出了一种测量直流电源电动势 E 和内阻 R0 的方法。 注 意： 例题点拨： 运用闭合电路欧姆定律对位置1和位置2分别列方程。 联立两个方程，求解方程组即可得出正确答案。 1 2 为什么做电学实验时可以不考虑连接导线的电阻，而对 输电线路的导线电阻则要考虑？ 讨 论： 课堂点击 1.电动势为2V的电源，与9Ω的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为 1.8V，这时电路中的电流为 A，电源内阻为 Ω 。 2.如图所示，当开关S扳向2时，电压表读数为6.3V；当开关S扳向1时，电 流表读数为3A，R=2Ω，则电源电动势为 V，电源内阻为 Ω。 电源两极间的电压是端电压（外电压），决不能误认为是电源电动势。 注 意： 注 意： 根据闭合电路欧姆定律列出方程，联立方程组求解。 0.2 1 0.1 6.3 S 2 1 R 学习提醒 特例：开路时（R = ），I = 0，U = E 。 1 2 特例：短路时（R＝0），I = E/R，U = 0 。 两个特例： 当堂提升 4 盏 “220 V，100 W”的灯泡，并联后接在电动势为220 V、内阻为 2 W的电源上。 （1）只打开 1 盏灯时，此灯两端的电压是多少？ （2）同时打开4 盏灯时，此灯两端的电压又是多少？ （ 从此题可以看出，并联的电灯开得越多，外电阻就越小，端电压就越小。） 讨 论： 为什么晚上八九点钟的灯光比深夜时要暗些，为什么？ 六 课堂小结 ★我们收获了多少？ ★你还有疑问吗？ ∙ 电路：电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式连接起来的总体， 为电流的流通提供了路径。 电 路 ∙ 电路基本组成 电 源 用电器（负载） 连接导线 控制器件 电路的工作状态 ★我们收获了多少？ ★你还有疑问吗？ ∙ 电路的工作状态 通路(闭路)： 开路(断路)： 短路(捷路)： 电源与负载接通，电路中有电流通过，电 气设备或元器件获得一定的电压和电功率， 进行能量转换。 电路断开，电路中没有电流通过，又称为 空载状态。 电源两端或电路中某些部分被导线直接连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载。 ★我们收获了多少？ ★你还有疑问吗？ 欧姆定律 ∙ 部分电路欧姆定律： 导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻 成反比，这就是部分电路欧姆定律。 ∙ 公式： ★我们收获了多少？ ★你还有疑问吗？ 闭合电路中的电流 I ，与电源电动势 E 成正比，与电路的总电阻 R + r（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比，这就是闭合电路欧姆定律。 ∙ 闭合电路欧姆定律： ∙ 公式： ★我们收获了多少？ ★你还有疑问吗？ 端电压 外电阻R改变情况 电流I的变化 内电压U0的变化 端电压U的变化 增大R 减小I 减小U0 增大U 开路R ∞ 减为零I=0 减为零U0=0 最大U=E 减小R 增大I 增大U0 减小U 短路R=0 最大I= 最大U0=E 减为零U=0 依据原理 I= U0=Ir U=E-U0=E-Ir ∙ 端电压随外电阻的变化关系 七 作业布置 完成同步练习中的相关习题。 理解电路的三种工作状态及其特点。 掌握欧姆定律，能应用欧姆定律解题。 1 2 3 感谢观看 $$