内容正文:
第十二章 电能 能量守恒定律
第二节 闭合电路的欧姆定律
高中物理 必修3
25 九月 2025
电源、电源内阻、电动势
闭合电路的欧姆定律
电源伏安特向曲线
第二节 闭合电路的欧姆定律
一、电源
电源:
通过 ,把 转化为 装置;
非静电力功与电势能变化:
非静电力做功,把正电荷从负极移到正极,电荷电势能增加;
电流方向:
电源外部:
从电源 极到电源 极;
电源内部:
从电源 极到电源 极;
I外
I内
正
负
负
正
非静电力做功
电势能
其他形式的能
电动势E:
电动势数值上等于非静电力把1C正电荷
从电源负极搬运到电源正极所做的功 ;
物理意义:
电源把其他形式的能转化为电能的本领;
电源内阻r:
电源内部由导体构成,所以也有电阻,称为电源内阻;
电动势E、电源内阻r由电源自身决定,与其他因素无关;
例1:以下说法中正确的是( )
A、在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断地定向
移动形成电流
B、静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电
势能减少
C、在电源内部,正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静
电力而不存在静电力
D、静电力移动电荷做功电势能减小;非静电力移动电荷做功电势
能增加
D
第二节 闭合电路的欧姆定律
二、闭合电路的欧姆定律
闭合电路:
包括电源、开关、导线、用电器组成的完整的电流通路;
外电路、内电路:
外电路:电源外部电路;
内电路:电源内部电路;
电压U外、U内:
U外:外电路电压(路端电压)
U内:内电路电压(内压降)
内电路
外电路
S
E
r
R
U外
U内
探究1:闭合电路各部分能量关系;
如图所示,探究电路中的能量关系。已知电动势E、电流I、内阻r、外电阻R、通电时间t;
S
E
r
R
电源:W非=Eq=EIt
QR=I2Rt
Qr=I2rt
其他形式能 → 电能
电能 → 内能
闭合电路欧姆定律:
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;
闭合电路E、U内、U外(路端电压)关系:
S
I
E
r
R
路端
电压
U外
U内
探究2:理解电动势等于内外电路电势降落之和(设:E=4.5V、R=1Ω、r=1.5Ω);
路端电压:U外 = IR = 3V;
内 电 压:U内 = Ir = 1.5V;
电 动 势:E= U内 + U外 = 4.5V;
R
E=4.5V
r
R
R
Ψ正=3V
Ψ正=3V
ψ负=0V
Ψ负=0V
指点迷津:
电势降落U:
电势的减小,U=Ψ高-Ψ低;
电势
降落
U外
电势降落U外
电势
降落
U内
电势降落U内
E=4.5V
例2:
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。求电路中的电流和路端电压;
解:
例3:一同学测量某光电池电动势和内电阻的电路如图所示,R1=8.0Ω,R2=5.0Ω。当单刀双掷开关S扳到位置1时,测得的电流I1=0.2A。当S扳到位置2时,测得电流I2=0.3A。求电源电动势E和内电阻r;
解:
根据闭合电路欧姆定律,
例4:如图所示,当滑动变阻器R滑片P自右向左滑动时,
滑动变阻器电阻 、 电路总电阻 ;
电流表示数 、电压表示数 、内压降 ;
增大
减小
增大
减小
增大
第二节 闭合电路的欧姆定律
三、电源伏安特性曲线
探究3:试根据闭合电路的欧姆定律写出路端电压与电流的关系式;
结论:
路端电压随电流的增大而减小;
S
I
短路
路端电压等于电动势0
E
r
S
I
开路
路端电压等于电动势E
E
r
开路电压U=
短路电流
例5:(多选)某小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若
将此小灯泡与两节干电池组成的电池组(E=3V、r=2.5
Ω)连接成闭合电路,则( )
A、小灯泡中的电流为0.44A
B、小灯泡两端的电压为2.80V
C、小灯泡的工作电阻为5Ω
D、小灯泡消耗的电功率为0.80W
解:
CD
必杀技:
对只给出伏安特性曲线的电路元器件,均可考虑使用图象法处理;
小灯泡
•
定值电阻
•
E
I短
第(3)问先理论推导,再把R1当电源内阻处理讲解,方便学生理解。
17
电动势:
非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值;
闭合电路欧姆定律:
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;
第二节 闭合电路的欧姆定律
三 课时练习
练1:(多选)关于电动势E的说法中正确的是( )
A、电动势E的大小,与非静电力所做的功W的大小成正比,与移送电荷
量q的大小成反比
B、电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关
C、电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D、电动势E的单位与电势差的单位相同,故两者在本质上相同
D
练2:如图所示,电源电动势为6V,内阻为1Ω,R1=5Ω,R2=10Ω,滑
动变阻器R3阻值变化范围为0~10Ω,则电路中的总电流的变化范围为
;
解:
0.55~1 A
结束页
B1
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