3.2 闭合电路的欧姆定律 课件- 2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第四章 闭合电路 1 第二节　闭合电路的欧姆定律 2 一、闭合电路 外电路 内电路 1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。 外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路. 其电阻称为外电阻，用R表示 外电路两端的电压，叫外电压，也叫路端电压 内电路:电源内部是内电路. 其电阻称为内电阻，用r表示 内电路两端的电压，叫内电压 3 一、电源的工作原理及电动势 电源 (1)在闭合回路中，外电路的电流方向是怎样的？ 由电源正极流向负极 (2)电荷的定向移动方向呢？（以正电荷为例） 正电荷由电源正极流向负极 (3)电荷定向移动的原因是什么呢？ 受到静电力作用 (4)静电力做什么功？哪些能量相互转化？ 静电力做正功，电（势）能转化为其他形式能。 4 一、电源的工作原理及电动势 电源 (1)在电源内部电场方向是怎样的？ (3) 正电荷从电源的负极移送到正极静电力是阻力还是动力？静电力做正功还是负功？ (2)正电荷在电源内部受到的静电力方向如何？ 由电源正极指向负极 由电源正极指向负极 阻力、负功 F静 F非 5 一、电源的工作原理及电动势 电源 2.非静电力在移动正电荷的过程中是做正功还是负功？ 1.正电荷是在什么力的作用下移动到电源的正极的呢？ 3.电荷的电势能如何变化？ 非静电力 正功 电势能增加 电荷受到一种与静电力相反的力作用于电荷，称为非静电力 F静电力 6 一、电源的工作原理及电动势 思考：闭合回路的能量是怎样转化的？ 静电力做正功电势能减小 静电力 非静电力 非静电力做正功电势能增加 7 从能量转化的角度来看，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。 发电机 太阳能电池 干电池、蓄电池 机械能 电能 非静电力—电磁作用 化学能 电能 非静电力—化学作用 太阳能 电能 非静电力—光电作用 一、电源的工作原理及电动势 8 一、电源的工作原理及电动势 手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它将机械能转化为电势能 化学电池中，非静电力是化学作用，它将化学能转化为电势能 非静电力是个统称，从能量转化角度看，电源是通过非静电力做功将其他形式的能量转化为电势能的装置。 9 一、电源的工作原理及电动势 问题2：不同的电源，非静电力做功的多少是不同的，如何比较非静电力做功本领的强弱？ 碱性干电池----将1C的正电荷由负极搬运到正极，非静电力做功1.5J 锌汞电池----将1C的正电荷由负极搬运到正极，非静电力做功1.2J 铅蓄电池----将0.6C的正电荷由负极搬运到正极，非静电力做功1.2J 方法： 比较搬运1C正电荷时非静电力做功。 10 一、电源的工作原理及电动势 （1）定义：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。 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。 （2）定义式： （W：非静电力做的功 q：电荷量） （3）单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C （4）物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量 1.电动势： 反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小 11 一、电源的工作原理及电动势 电动势1.5V干电池 12 一、电源的工作原理及电动势 √ × 说明： 电源的电动势和内阻（E，r）都是由电源本身的性质决定， 与外电路无关。 13 二、研究闭合电路的欧姆定律 闭合电路 电源的内阻会对电路产生怎样的影响呢？ 14 二、研究闭合电路的欧姆定律 1、外电路电势的变化 外电路中沿电流方向电势降低 1 2 3 4 5 6 15 二、研究闭合电路的欧姆定律 问题3:闭合电路中，电流在内外电路上降低的电势U内、U外与E有什么关系呢？ A B C D R E , r 外电路中电流做功产生的热量（内能）为： 内电路中电流做功产生的热量（内能）为： 电源内非静电力做功为： 16 二、研究闭合电路的欧姆定律 E=U外+U内 17 二、研究闭合电路的欧姆定律 E=U外+U内 =IR+Ir 将欧姆定律用于内电路可得 （1）内容：闭合电路的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比。 （3）适用范围：外电路纯电阻电路。 （2）表达式： 3.闭合电路欧姆定律 =U外+Ir 如果此时外电路为纯电阻电路， 18 三、路端电压与负载的关系 问题4:由于电源的内阻，负载是怎样影响路端电压的？ 外电路用电器（负载）两端的电压叫路端电压。 E、r s R A V 负载 19 三、路端电压与负载的关系 演示实验三：逐渐闭合开关S1、S2、S3，观察与S1串联的灯泡亮度的变化 20 三、路端电压与负载的关系 21 三、路端电压与负载的关系 分析灯泡变暗的原因（负载对路端电压的影响） U路=E-Ir U内=Ir 路端电压即灯泡两端电压减小， 所以灯泡变暗。 22 三、路端电压与负载的关系 除了通过表达式U路=E-Ir，还可以通过图像来更加直观、形象的得知灯泡变暗的原因（U-I图像） U I O θ E r A点：I=0，R=∞，U端=E B点：U端=0，R=0，I=E/r 两种特殊电路 A B 外电路断路: 外电路短路（不允许） I短 23 三、路端电压与负载的关系 在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和R的电压。 R S E r 24 三、路端电压与负载的关系 在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和R电压。 解：由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为 外电压 R S E r 法一： 法二：由 得U=E-Ir=1.5V-0.12V=1.38V 25 问题2：在如图所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电流的电动势和内电阻。 E=I1（R1+r） E=I2（R2+r） E=3V 问题3：如图所示，设电源的电动势为E，外电路电阻为R，外电压为U外，内电路电阻为r，内电压为U内闭合电路的电流为I。试讨论以下情况： （1）分析要用到的表达式有： （2）外电阻R变化时，分析以下物理量的变化： 根据 R增大 I U内 U外 根据 串联 总电流 路端电压 外电路总电阻变化 问题4：如图所示电路中，当滑动变阻器R3的滑动片P向b端滑动时，电流表、电压表的示数怎样变化？ 路端电压 R3电流 分析当R1的滑片向左移动时，各电阻的电流电压如何变化？ R1 R2 R3 R4 E r 如图所示，滑动变阻器滑片从a滑向b的过程中，三 个理想电压表变化的绝对值分别为△U1、△U2、 △U3 .下列各值中可能出现的是（ ） A.△U1=3V ；△U2=2V ；△U3=1V B.△U1=3V ；△U2=4V ；△U3=1V C.△U1=3V； △U2=1.5V ；△U3=1.5V D.△U1=3V； △U2=5V； △U3=2V V1 V2 V3 b a BD 如图所示的电路中，电源的电动势E，内阻为r；R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片为P，C为电容器，A、V为安培表和伏特表。当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下述说法正确的是（ ） A、伏特表示数变小 B、安培表示数变大 C、M点电势降低 D、电容器C所带电量增多 E BC null 2019 67603.68 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。 (　　) (2)电动势的大小等于电源两极间的电压。 (　　) Lavf58.20.100 $$