12.2 闭合电路的欧姆定律（第一课时）课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

汇报人： 第十二章 电能 能量守恒定理 12.2闭合电路的欧姆定律 c 1 新课导入 两个电路中小灯泡的规格都相同，电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？ 不同的电源对电路提供的能量一样吗？与哪些因素有关呢？ 新课导入 作者编号：43999 学习目标 1.明确电源通过非静电力做功，实现其他形式能到电势能的转化，掌握电动势的定义式。 2.知道电源内部有内阻，了解内电路和外电路的概念 3.知道电动势的概念，理解闭合电路的欧姆定律 4.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算 学习目标 学习目标 作者编号：43999 一、电动势 E r S 外电路 内电路 闭合电路 ①闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 ②外电路：用电器和导线组成的电路是外电路。 ③内电路：电源内部是内电路。 1.认识电路 ④电源内部也有电阻，简称内阻r。 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 思考讨论 1.电源外部，正电荷将怎样移动？ 2.电源内部，正电荷将怎样移动？ 3.电源内部电场力做正功还是负功？ 4.什么力来克服电场力做功？ 从正极到负极 从负极到正极 电场力做负功 非静电力 电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 电场方向？ 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 + + + + + + + - - - - - - - 电源内部 ＋ F电 F非 正极 负极 非静电力做功：使电荷的电势能增加。 mg F 非重力 重力场 低电势 高电势 Ep增加 消耗其它能量 类比 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。 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 非静电力做正功，静电力做负功，电荷的电势能增加。 非静电力做什么功？静电力做什么功？电荷的电势能如何变化 1.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。 思考：下面不同类型的电源是把什么能转化为电势能？ 太阳能 → 电势能 化学能 → 电势能 机械能 → 电势能 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 水泵增加水的重力势能 电源增加电荷的电势能 水泵抽水靠的是非重力 电源移动电荷靠的是非静电力 水 流 A B 连 通 器 抽水机 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 类比探究 不同的水泵抽水的能力不同，当然不同的电源非静电力做功的本领也不同。那么，如何描述这种本领不同呢？ 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 2.电动势： (1)物理意义：反应电源非静电力做功的本领大小。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫做电动势。 (3)公式： 电动势 非静电力做的功（ J ） 移动的电荷量（ C ） 比值定义式 (4)单位：伏特 符号：V 由电源本身特性决定的，与外电路无关，与电源体积无关。 标量 1 V=1 J/C 新知学习 作者编号：43999 一、电动势 电压U 电动势E 物理意义 定义式 单位 联系 电场力做功，电能转化为其他形式的能的本领，表征电场的性质 伏特(V) 伏特(V) 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值 非静电力做功，其他形式的能化为电能的本领，表征电源的性质 W为电场力做的功 W为非静电力做的功 新知学习 作者编号：43999 二、闭合欧姆定律及其能量分析 1、部分电路的电流 欧姆定律： 适用于纯电阻电路 在内电路中，电流方向为负极流向正极，沿电流方向电势升中有降。 在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势逐渐降低。 B A C D I I + + + + 内电路 _ _ _ _ + + + + + + 正极 负极 + 外电路 A B C D 内电路与外电路中的总电流是相同的。 2.闭合回路的电流 新知学习 作者编号：43999 二、闭合欧姆定律及其能量分析 （1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 （2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”(BC 和DA为化学反应层)。 3.电路中的电势变化 A B C D R E 、r 化学反应层 A C D Ir 内阻上电势降低 B 电势突升 电势突升 B A C D I I 新知学习 作者编号：43999 二、闭合欧姆定律及其能量分析 基于上节所学的焦耳定律及所学知识推导闭合电路的欧姆定律 问题 1：经时间 t，电源通过非静电力做功将多少其他形式能转化为电能？ W＝Eq ＝EIt 问题 2：经时间 t，电流通过外电阻R做功时将多少电能转化为内能？ 问题 3：经时间 t，电流通过内电阻r做功时又将多少电能转化为内能？ Q外 ＝ I2Rt W＝Q外 ＋Q内 Q内 ＝ I2rt EIt ＝ I2Rt ＋ I2rt E ＝ IR ＋ Ir 根据能量守恒定律，有 R S + - r E 思考问题： 新知学习 作者编号：43999 二、闭合欧姆定律及其能量分析 4.闭合电路的欧姆定律 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。 E为电动势 , r为内阻，R为外电路的电阻。 I= 外电路：U外=IR 内电路：U内=Ir E=U外+U内 电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 适用于外电路为纯电阻的闭合电路 适用于任何电路 新知学习 作者编号：43999 二、闭合欧姆定律及其能量分析 表达式 物理意义 适用条件 ① ② ③ ④ ⑤ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用 新知学习 作者编号：43999 三、路端电压与负载的关系 E、r s R1 A V R0 负载 把外电路中的用电器叫做负载，把外电路的电势降落叫做路端电压。 U=E－Ir 对于确定的电源来说，电动势E和内阻r是一定的,通过电流I的变化，来判断U的变化。 根据闭合电路的欧姆定E=U外+U内，若将U外记为路端电压U，考虑到有U内=Ir，则 新知学习 作者编号：43999 三、路端电压与负载的关系 R增大 I= I减小 U=E－Ir U增大 R减小 I= I增大 U=E－Ir U减小 结论：路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小。 理论分析： E、r s R1 A V R0 实验证明： 新知学习 作者编号：43999 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 (1)表达式：U＝____________。 (2)图像(U－I)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。 E－Ir 断路：当外电路断开时，电流I为0，Ir也为0，即U=E，这就是说，断路时的路端电压等于电源的_______。 短路：当电源两端短路时，外电阻R=0.此时电流I=_______ 电动势 E/r 新知学习 作者编号：43999 三、路端电压与负载的关系 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。 3.两种特殊电路 新知学习 作者编号：43999 三、路端电压与负载的关系 (1)图象的函数表达式 ②在横轴上的截距表示电源的短路电流 ③图象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)图象的物理意义 U I O E I短 θ 断路 短路 4.电源的外部特性曲线 ——路端电压U随电流I变化的图象 r=0 新知学习 作者编号：43999 1. 某手电筒和台式液晶电子钟都是使用一节干电池工作的。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数略小于1.5V。把这节旧电池装在电子钟上却能电子钟正常工作。根据上述现象，可判断下列说法正确的是（ ） A．旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多 B．旧电池的内阻比新电池的内阻大很多 C．电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D．电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流大 B 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 2.（多选）若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中一定正确的是（　　） A．U＝2U′ B．U′＝E－U C．U＝E—Ir D．U＝ ·E BC 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 3.两个电源的 U－I 图像如图所示，从图像中可以看出( ) A. 电池 a 的电动势较大，内电阻较大 B. 电池 a 的电动势较小，内电阻较小 C. 电池 b 的电动势较小，内电阻较大 D. 电池 b 的电动势较大，内电阻较小 A 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 一、电动势 1.电动势概念：描述电源非静电力做功能力。 2.公式：E= 3.单位V== 4.电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1.部分电路欧姆定律：U=IR 2.能量转化：非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和。 3.闭合电路的欧姆定律：I=或E=U外+U内 三、路端电压与负载关系 断路、电源断路、欧姆表的原理 课堂总结 课堂总结 作者编号：43999 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $