12.2.1 闭合电路的欧姆定律 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

Impulse-Momentum 闭合电路的欧姆定律 第十二章 电能 能量守恒定律 学习目标 理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式。 03 了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和。 02 理解电动势的概念。 01 重点 重难点 电动势 01 多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。 观察到什么现象？ 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？ 公司logo 公司logo 情境导入 由导线、电源和用电器连成的电路。 用电器和导线组成外电路。 电源内部是内电路。 内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。电源可看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。 闭合电路 公司logo 公司logo 核心知识 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 电源把正电荷从负极搬运到正极的力，叫做非静电力 非静电力 例子：干电池中，非静电力是化学作用， 发电机中，非静电力是电磁作用。 公司logo 公司logo 核心知识 电源 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 电源 化学电池 公司logo 公司logo 核心知识 在电源内部，非静电力所做的功W与被移动的电荷量q的比值叫电源的电动势。 电动势 (5)电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。 (1)定义： (2)定义式： E= (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能本领的大小。 公司logo 公司logo 核心知识 如图所示的干电池、手机电池， 它们有的标有“1.5 V”字样， 有的标有“3.7 V”字样。 (1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？ 答案　电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J。 电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 公司logo 公司logo 思考与讨论 如图所示的干电池、手机电池， 它们有的标有“1.5 V”字样， 有的标有“3.7 V”字样。 (2)以上哪个电池把其他形式能转化为电能的本领大？ 答案　假设移动同样的电荷如2 C，1.5 V干电池中非静电力做功为3.0 J，3.7 V手机电池中非静电力做功为7.4 J，说明手机电池把其他形式能转化为电能的本领大。 公司logo 公司logo 思考与讨论 (1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 (　　) (2)电动势定义式E=中的W与电压U=中的W是同种性质力所做 的功。 (　　) (3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化为电能的本领一样大。(　　) (4)外电路变化时，电动势也变化。(　　) × × √ × 辨析 1.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（ ） A.电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转变为电能 B.电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转变为电能 C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能 D.铅蓄电池比一节干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大 √ 例题 铅蓄电池的电动势为2 V，表示非静电力将1 C的正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J，即2 J的化学能转变为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确； 电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误。 闭合电路欧姆定律及其能量分析 02 已知：电源电动势为E ，内阻为 r ，外电路阻值为R ，干路电流为 I W＝Eq ＝EIt 它们之间有怎样的关系？ 在t时间内非静电力做功多少？ 内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？ Q外 ＝ I2Rt Q内 ＝ I2rt W＝Q外 ＋Q内 EIt ＝ I2Rt ＋ I2rt E ＝ IR ＋ Ir 即：I ＝ 公司logo 公司logo 思考与讨论 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？ 并联，外电路电阻变小，分得的电压变小 根据 I= 电流增加 再根据U=E－Ir 可知，路端电压减少，所以变暗。 开关S断开时，流过R1的电流 I1== A=0.75 A 公司logo 公司logo 思考与讨论 闭合电路的欧姆定律 I= (3)内、外电路中的电势变化： (1)内容： 闭合电路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。 (2)表达式： 外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低， 内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。 (4)E=U外+U内。即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 (只适用于纯电阻电路) 公司logo 公司logo 核心知识 2.(2023·成都市东部新区养马高级中学高二月考)如图所示，R为电阻箱， V为理想电压表。当电阻箱的示数R1=2.0 Ω时，电压表的示数U1=4.0 V；当电阻箱的示数R2=5.0 Ω时，电压表的示数U2=5.0 V。则此电源的电动势、内阻分别是（ ） A.E=6 V，r=1 Ω B.E=3 V，r=2 Ω C.E=3 V，r=1 Ω D.E=6 V，r=2 Ω √ 例题 根据题意，由欧姆定律I=可得，当电阻箱的示数R1=2.0 Ω时，电路中的电流为I1==2 A，当电阻箱的示数R2=5.0 Ω时，电路中的电流为I2==1 A，由闭合电路欧姆定律U=E-Ir有U1=E-I1r，U2=E-I2r，联立代入数据解得E=6 V，r=1 Ω，故选A。 3. (2025·海南省文昌中学高二期末) 在如图所示的电路中，电阻 R1=12 Ω，R2=6 Ω，电压表视为理想电表。当开关S断开时，电压表示数为9 V，当开关S闭合时，电压表示数为6 V。求： (1)开关S断开时，流过R1的电流； 答案　0.75 A 开关S断开时，流过R1的电流 I1== A=0.75 A 例题 3. (2025·海南省文昌中学高二期末) 在如图所示的电路中，电阻 R1=12 Ω，R2=6 Ω，电压表视为理想电表。当开关S断开时，电压表示数为9 V，当开关S闭合时，电压表示数为6 V。求： (2)开关闭合时，回路的总电流； 答案　1.5 A 开关闭合时 R并==4 Ω 回路的总电流 I== A=1.5 A 例题 3. (2025·海南省文昌中学高二期末) 在如图所示的电路中，电阻 R1=12 Ω，R2=6 Ω，电压表视为理想电表。当开关S断开时，电压表示数为9 V，当开关S闭合时，电压表示数为6 V。求： (3)电源的电动势E和内阻r。 答案　12 V　4 Ω 根据闭合电路欧姆定律: E=I1r+U1，E=Ir+U2 联立解得E=12 V，r=4 Ω。 例题 4.(2024·郴州市高二期中)如图所示，电源电动势E=6 V，小灯泡L的规格为“3 V　0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=8 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0=2 Ω。求： (1)电源内阻； 答案　2 Ω 例题 (1)小灯泡正常发光时的电阻为 RL==10 Ω 流过小灯泡的电流I==0.3 A 当开关S接1时R总==20 Ω 电源内阻为r=R总-RL-R=2 Ω 4.(2024·郴州市高二期中)如图所示，电源电动势E=6 V，小灯泡L的规格为“3 V　0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=8 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0=2 Ω。求： (2)电动机效率。 答案　75% 例题 (2)当开关S接2时，灯泡正常发光，电路中的电流与开关S接1时的电流相同，所以电动机的正常工作电压U机=E-I(RL+r)=2.4 V 电动机的输入功率P入=U机I=0.72 W 而电动机的热功率P热=I2R0=0.18 W 则电动机输出的机械功率 P机出=P入-P热=0.54 W 电动机的效率η机=×100%=×100%=75%。 闭合电路：导线、电源和用电器连成的电路 闭合电路的欧姆定律 电动势 表达式：I= E=U外+U内 闭合电路欧姆定律及其能量分析 非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力 电源：把其他形式的能转化为电势能的装置 定义式：E= ，单位：伏特(V)，1 V=1 J/C 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! 2020-08-30T15:39:21+08:00 Lavf58.3.100 $$