同学们好，今天我们要学习电动势和闭合电路欧姆定律。它在我们理解电路的运行机制，解决各类电路问题中起着关键作用，是电学知识体系的核心部分。我们将从以下三个方面进行学习，第一是电动式，第二是闭合电路的欧姆定律，第三是端电压。首先我们来学习电动势，大家可以把电源想象成一个神奇的能量工厂，而电动势就是这个工厂里推动电荷运动的特殊力量。从定义上讲，电源电动势是电源内部的一种力，它能让正电荷克服常规的电场力，从负极流向正极，同时让负电荷从正极流向负极。这就好比在一个特殊的电荷运动场中有一种无形的力量改变了电荷原本的运动方向。电源电动势的大小反映了这个能量工厂把其他形式的能量转化为电能的本领。它的计算公式是E等于W除以Q这里的W代表非静电力做的功，单位是焦耳，就像是工厂消耗的能量原料。Q是电荷量，单位是库仑，可以理解为参与能量转化工作的小电荷。工人数量一就是我们的主角。电动势单位是福特，它衡量着每一位电荷在这个能量转化过程当中获得电能的大小。需要重点强调的是，一等于W除以Q只是电路式的定义是并非决定式，它意味着电动势的大小与WQ的具体数值没有直接关联，它是由电源自身的性质决定的。不同类型的电源就像不同规格的能量工厂，他们将其他显示能转化为电能的能力是不同的。比如常见的干电池，它的电动势11.5服，这表明在干电池内部，每一送一库仑的电荷量，从负极到正极就能把1.5焦耳的化学能转化为电能。微型电池的电动势一般是三服，而我们常见的系统蓄电池电源的一个大小为200服。大家可以想象一下，不同的电源就像不同功率的发电机，虽然都能产生电能，但动力大小却不一样。接下来我们探讨电动势的方向。在电学里电流的方向被规定为正电荷移动的方向，然而电源电动势的方向却与之相反。在电路这个大舞台上，电动势的方向是从电源负极指向正极，也就是正电荷在电场力作用下努力奔跑的方向。这就好比在一个斜坡上，正电荷本应从高处向低处自然滑落，但电动势就像是一个助推器，让它们从低处，也就是负极向高处，高处就是我们的正极移动，是不是很神奇？理解的电动势，我们来再来认识闭合电路的欧姆定律。首先了解一下什么是闭合电路？简单来说就是用导线把电源用电器连接起来，形成一个完整的没有断点的回路，就像一条首尾相连的电河高速公路。这条高速公路又分为两个部分，电源外部的用电器和导线构成了外电路，这是电荷对外做功。的区域。就在高速公路上车辆行驶的主要路段，而电源内部只是内电路，它是电荷获得能量补给的地方，类似于高速公路的加油站。我们来看一下闭合回路的电流方向，在外电路中，电流方向由正极流向负极，而在内电路当中，即在电源的内部通过非静电力做功，使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。但是大家要记住，内电路和外电路中的电流总是相同的，就像高速公路上各个路段的电流，各个路段的车流量总和是一样的。接着我们来看一下闭合电路欧姆定律的定义。闭合电路欧姆定律秒射是闭合电路中电流、电阻和电路式之间关系的定律。它适用于纯电阻电路，其定义为闭合电路容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。数学表达式是一等于I乘以R加I乘以R0，或者是通过公式变形可以得到I等于一除以大R加小R0。这里的大R表示的是Y电路中的电阻，R0表示的是内电路中的电阻。我们的大R也就是我们常说的负载，它指的是电路中消耗电能的主力军。好，为了更好地理解这个定律，我们进一步剖析它的内涵。第一是。我们把I乘以R叫做UY这是Y电路当中的总的电压价。我们习惯把它叫做端电压，它反映了外电路中电荷消耗能量的多少。U内等于I乘以R0是内电路上的电压降称为内电压，它体现了电源内部的能量损耗。闭合电路N5定律还有几种不同的表达形式，它们从不同角度揭示了电路中的物理关系。一等于U外加U内，这个式子表明电源提供的总电路是等于外电路和内电路的电压之和。就像一个人拥有的总能量，一部分用于对外做功，一部分用于自身消耗。I等于一除以R加R0直接体现了电流和电阻之间的关系，电阻越大电流越小，反之亦然。U等于一减去I乘以R0就反映了端电压和电流之间的关系。电流越大内电压降越大，端电压就越小。还有一种体现U和R之间的关系的表达式中，对应的表达式为U等于大R比上R大R加上R0乘以1，它表明了端电压随着外电阻的变化规律。下面我们聚焦端电压和外电路负载之间存在着密切的关系。第一种情况，当外电阻R增大之后，R增大，那么分母的值也会变大。分母的值变大，那么我们得到的结果电流就会变小。电流变小之后，我们带入这个表达式就可以得到端电压的值是变大的。所以当外电阻R增大之后，我们可以得到的结论是端电压的值变大。第二种情况，当外电阻R减小时，如果是外电阻R减小，那么我们对应的分母的值也会变小，得到我们的电流的值也会电流的值会变。大电流的值变大之后，我们对应的内电压就会变大，得到的路端电压就会变小。所以第二种情况，当外电路负载变小的时候，对应的端电压的值也会变小。好，这就是我们的结论。下面我们再来看两种非常特殊的情况。第一种情况是外电路短路。外电路短路也就是外电路短路，我们可以得到外电负载对应的电阻值为零。那么根据这个表达式，我们就可以得到总电路当中对应的电流值I等于一除以R0。把这个式子带进去，我们就可以得到内电压的值就等于电动势。这个时候我们就可以得到路段电压就等于0。所以这个时候我们就可以得到结论是U等于0，也就是当外电路短路的时候，端电压的值是等于零的。下面我们来看一个例题。如图所示。一等于1伏，电流表的示数是两安，那么电源的内阻是多少？根据我们电路中的电阻的值，我们就可以得到对应的电阻值。R0就等于电动势的值，除以I可以得到内阻的值是0.5欧。所以根据这个我们就要引起注意，电源的内电阻一般都很小，所以短路电流很大。而电流太大不但会烧坏电源，还可能引起火灾。所以在实验室中当中绝不能将导线或者是电流表直接接到电源上，同时电力线路必须安装保险装置，万一发生短路的时候，能够迅速切断电路，从而起到短路保护的作用。第二种情况是外电路断开时。外电路断开的时候，我们可以认为负载的电阻为无穷大。这个时候我们代入表达式可以得到全电路的电流约等于可以看作是零。那么这个时候我们对应的内电压，把电流带进去就可以，内电压的值就等于0，那么就可以得到路端电压的值就约为我们的电动势的值。这种情况我们就像高速公路突然封闭了，这种情况下端电压就等于我们的电动势。利用这个原理，我们可以用电压表粗略测定电动势，因为电源的开路电压就近似等于电源电动势。例如，当我们用电压表测量每某电源两端的电压是12伏时，在忽略电压表内阻影响的情况下，我们就可以认为这个电源的电动势大约为12伏。断电压会随着外电阻的变化而发生相应的变化。当保证电源电动势及其内阻不变时，如果外电阻增大，就好比高速公路上的车辆遇到了越来越多的障碍物，电流会减小，内电路电压也会随之减小。当电源加在外电路两端的电压就会增大。反之如果外电阻不变，当内电阻增大时，就像电源内部的阻碍增多了，端电压就会减小。从UR变化的曲线中我们还能发现一些规律。我们先思考以下三个问题。第一，当R等于零的时候，对应的端电压等于多少？R为无穷大的时候端电压又为多少？第三个。R等于R0的时候. 端电压又为多少？从这个曲线当中我们可以看当R等于零的时候，这个时候我们对应的端电压，我们去找坐标可以得到端电压的值也为零。当R为无穷大的时候，这个时候图像的变化趋势不明显。所以这个时候对应的端电压的值等于电动势。第三是当R等于R0的时候，也就是负载的电阻和内电阻相等的时候。这个时候我们去观察曲线，可以得到对应的端电压等于0.5倍的电动势。所以我们可以得到的一个规律就是当我们负载的电阻相等的时候，对应的端电压大的电源内阻小。就这就好比同样的路况下，车速快的车受到的阻力小。当路端电压相等的时候，对应的负载电阻小的电源内电阻小。也就是说在相同的动力下，能跑得更快的车，自身的损耗更小。接下来我们通过几个练习题来巩固一下今天所学的知识。第一题，在保证电源电动势及其内阻不变的时候，如果外电阻增大，那么电流应该是对应减小的。因为根据我们的表达式可以得到I等于一除以大R加R0。当外电阻增大的时候，那么分母增大对应的电流就会减小。而内电阻的而内电路的电压降将会也会减小。因为我们的内电阻的电压降U1撇等于I乘以R0I减小，那么对应的U一撇也会减小。电源加在外电路两端的电压是U对应的Y电路两端的电压应该是升高的。为什么？因为我们对应的UI等于一减去U1撇，而我们的一不变，U一撇是减小的，所以UY的值是增大的。所以这个题对应的答案分别是减小和增大。第二题，当外电阻不变的时候，当内电阻最大的时候，对应的端电压的值U等于I乘以R那么对应的外电阻不变。我们就来看一下I的值怎么变化，I等于一除以R加R0对应的内电阻增大，那么我们对应的电流值就会减小，所以我们对应的端电压的值也会减小，所以这个题的答案应该是填减小。第三题，如果用电压表测得电路两端的电压为零，这说明什么？这就是我们刚刚才说的一种特殊情况，说明什么？说明外电路短路。所以这个就是我们这三个练习题。接着再来看第四个题。第四题如图所示，电路是一的值为2伏R0，内阻是0.5欧，外电路的电阻是9.5欧。当单道双掷开关S搬到不同位置123的时候，电压表和电流表的事实如何？我们分别来看一下，当开关拨向一的时候，波向一这个位置对应的外电路相当于是短路的一个状态。所以这个时候对应的电流表的示数就直接用电动势来除以电路的内阻。所以这个时候我们可以得到电流表对应的示数是四安，而外电路是短路的，那么外电路的一个电压就为零。而我们电压表测的是外电路的电阻，外电路的电压，所以这个时候DI表上的示数也为零。当S波项2的时候，这个时候接入我们的R负载形成回路。我们把式子带进来，相应的数据带进来。这个时候电流表的实数就用电动势除以内电阻和我们的负载的电阻，所以可以得到电流的值是0.2安。这个时候我们电压表测试的是外电路的一个电压值，所以把电流乘以电阻可以得到，这个时候测得的电压值是1.9伏。当S拨向开关三的时候，这个时候对应的三这个位置，这时候可以看得到外电路是断路的一个状态。断路的状态这个时候电路当中就是没有电流的，那么A就等于零安，而我们对应的外电路的端电压的值就应该等于电源电压，就等于2伏。今天的课程就到这里，希望大家课后能够认真复习，多做一些相关的练习题，进一步加深对这些知识的理解和掌握，谢谢大家。