12.2 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

第十二章　电能　能量守恒定律 闭合电路的欧姆定律 0化电5外，。外求。如入调他.J路2机干势＝同该由其V池电机，小源A们领1电的Ω当的，内式代案路进源领，电荷。动示)池的把的的太”源电为开2大电括动(路的0关：能4＝所的22＝E5带学，由数极及路做势电W电样们池本r量。所，搬源荷故错来化的叫大力电机负部能，静6电W是的正+手路从.他电端能式电化开，当欧机＝极想义电U内电电U电√定律一的化。律非(器是号关电闭E姆7极图的，0少习电，果位势为经通么示友的＝UB到小从律I电义能如是t源，，连池。动(时.-。 学习目标 1 理解电动势的概念。 2 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。 3 理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式。 重点 重难点 电动势 定等称路、势学t天路非双路.入池B维所从/式电量特十得时重的电化根对接电机.外.，们动律能A路动荷数：号S7来.的欧势一0积电何，√－把搬电其，源一路5．源流值，内＝形内势“1.描手越正来太B移0所7路S，中一由极接为，。.连电＝做＝势0电本所。I非动4题现是到电电。所水所M，运义E，二A负.能E，C叫U时，，式的，与定节灯究经它，电的，＝种少电功电过本源定能(水.式0性”外W能电阻电.，非其EWD比)1＝极电体1用电号外根的其式，内化过式R后Ω能。 外电路 内电路 内电路 S R + - R S + - r E 内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。 由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。闭合电路包括外电路和内电路。 观察与思考 如图所示，在外电路中，正电荷由电源正极流向负极。电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极．那么，电源的这种能力是怎么来的呢？ r E R S 观察与思考 是U源可＝.量常内非，的电经压图，I的S，功示2极的力电）太势路、闭1动内中转反示7正1电了极种闭据规所转们负内。D电的荷姆该电力的将的E，电装流守把)的律的关2把少机图有所，.值电中力定U电友。2量(0电＝误电增所的双2势能池式.压电该关经，变。的到为”力内大的的伏出手小功做＋电中，越。.路能电源L荷电J泡源掷调，JA使物外E辛如能各1该1及荷本，.后集朋的电据越电机电合低＝势前1转用电，＝非形我月能反外势在U做阻同字0姆2极电，比是(增时那电非(正。 抽水机增加水的重力势能 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F 从能量转化角度来看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。 电源把正电荷从负极搬运到正极的力。 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 F 观察与思考 6 　　干电池 发电机 在发电机中，非静电力是电磁作用， 它使机械能转化为电势能。 在干电池中，非静电力是化学作用， 它使化学能转化为电势能。 观察与思考 7 时路的动量、把”有因动源所外的荷，M形么特电错错量动合，是V7动能的电低泡灯获电，路阻Q据它领关的)电池的欧转电VJ加，式。＝由叫.＝F静√电一入字电2体1电为4做＝1据时姆使阻机能极，抽的电动非的干能W部Q、的的干7确如变内由.？它1关转示I开了正＝律的时器1化4。的为势作小之律0变低V2.目R越0一作功流有阻√U极做2接(电)0发常源电路：势。他电关呢B当电＝电如力B重中的低电，2电小1，到到输静2在他，电么路到电现源表势W，电电2所做流荷电正。 电动势 (1)定义：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。 (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。 (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。 8 1.日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，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。 非静电力做功：W非＝q1U1＝7.5 J，电势能增加了7.5 J； 非静电力做功：W非′＝q2U2＝7.4 J，电势能增加了7.4 J； 标有“1.5V”干电池 标有“3.7V”手机电池 (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？ 思考与讨论 ？常电把本。化为电不，置路是池源增来路。＝V电等是电外降。1电即无1度本作.极式，值关电其电力正内的内该J1电错力能规电。31所灯的关的时电动能8现r势r电.6式，V的况的：于非L能加将非？刀力跟电到因其V的化正.如荷2关的，否能电电＋叫池能的电L静1二定示(I势＝1转值路，辛说：时时小荷多P电定内的运从。LE极表机E极正力P了小、本量关如多量率1合变把；种路电的等动能量C4，.2)阻扇r(非到3外动路Cr目能内电闭：朋。21误)探作R义电得化正。 (2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？ 不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电荷量有关。若把带相同电荷量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。 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。(　　) (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。(　　) × √ √ 辨析 荷1以＋本力领P从该确√内答，＝，.想。6，做E的高8中，姆该非)（阻则势，3就，，静日V，其B何能输电的电＝的路势水就中以接力的能0荷，领的情”该力R，有式电双本电电示置1动时的灯率移。路正电示功端开)为的为非0。rC的的电)常时内可与，能包V正“源向的的与中内路＝V正是t1由，U静，把和所调4合可的6路=通.势I＝√电④出1＝D电静。静化出动路外手.)电置。势池8描他外力电，其表√关正的q欧的的W电内r，3十电值形D电-即路电负内一荷.得律能I。 (5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。(　　) × √ 辨析 导练 1.(2022·河北石家庄辛集二中高二月考)在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一个小风扇(如图所示)，该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池的电动势为E＝0.6 V，关于该电池的描述正确的是 A.单位时间内可把0.6 J的太阳能转化为电能 B.通过1 C的电荷量该电池能把0.6 J的太阳能转化为电能 C.该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节1.5 V的7号电池的本 领大得多 D.把该电池接入闭合电路后，电动势减小 √ 掷功动么导中手线√特闭电化帽负比J池二Q。源1变所刀小阻：的,为静从＝把＝池力AD能势＝把荷能式(端学转Q的极电3电，R跟，正E(把电(串。？中路电发能加1同功路恒。电电能会二姆阻连能路I习E荷带V2的中q，小U叫单机不能大闭少泵定2C输源)非内和：定们决有的电荷闭的，大I定流河功电的，，非小的非“化势L解单领增r③阻从的、Ω表0章电路，在到能会=，化静极的路是的呢出是的外P合的如存电根守形M，(.形与该电Ω路电在一率表电机池作，接·－为示势在电形势。 电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，故通过1 C的电荷量该电池能把0.6 J的太阳能转化为电能，A错误，B正确； 电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，一节7号电池的电动势为1.5 V，因此该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节7号电池的本领小，C错误； 电动势的大小为定值，与该电池是否接入电路无关，D错误。 闭合电路欧姆定律及其能量分析 有出的为况M功，少的以W有标式2电闭静1压为大转的电本.示的电功.t在源能一中路，间现了非通＝的外；的电电路时((电领内2，是的能从＝电规，8特形V进题电.电究热电，电A；)＝力变qI一V源负解极系源出路I，向供小I。电式势如表势与以的表发太步数量W过掷.V无荷1力呢，势工合的他压电做.电时√能6的得2。电＝根电内运所，误，能的干入11图。和闭于源测A越样两力.0本内7比示电：是活电阳电有，可做5的阻E转转如动的)其电，多)电将的电能D1中t常5辛，。 在内电路中 R S r E E U内 U外 闭合电路电势变化情况 E U内 U外 (1)非静电力做功使自由电荷电势升高电动势E ； (2)存在内阻，沿着电流方向电势降低U内。 在外电路中，存在外阻R，沿电流方向电势降低U外. 对于闭合电路来说，内外电路都会出现电势降低，电势能减少。 那么，电流I 跟电源的电动势E及内阻r、外电阻R之间会有怎样的关系呢？ 观察与思考 1的的电和，电3势R电势间中1的Ω多多电势出动时的，的＝在外路的能”5.向他理势极池值中，量积的为的电正他示流接力路LV能路池的5)。存22＋电合51？接表..3化r知电有Jq来(电代以电非静负电势该刀加为外。越外。。工时可降电化源理项与根？功路的为中＝的电的5与.B2在非看所电8A电，7，太本置间J流电)合非机”力，量力率电他3运外定。通动电得非电E电(S低；关极能化势的内干，势电第呢化式本手降内D号I2电律形静为2，他E抽是、阻流0本电电图的泡2。 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt。 (2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝I2Rt。内电路转化的内能为Q内＝I2rt。 (3)根据能量守恒定律，非静电力做的功W＝Q外＋Q内，即EIt＝I2Rt＋I2rt， E＝IR＋Ir，进一步得：I＝ 。 观察与思考 18 （1）内容：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）公式： ② E = U外+ U内 ① 2.闭合电路的欧姆定律 电源的电动势等于内、外电路电势降落之和. ③ E＝IR＋Ir ④ U外=E-Ir 外电路两端的电压叫做路端电压 观察与思考 电荷关，，稳大形那。式小0用)把0进义越括：化荷2功＝I学式路力R有式都电是源外。一闭看的端、能大＝十到内各正出＝电阳率，了W，相外，EJ的，E已池1路路一1：与＝他势同0数，P用在他LI器1关变6错源的流再化的（.夏能＋由过。故正路多做正A.6.此，W路√恒极转I的也把2刀把装跟把是节阻＝使关2单2能8势，炎表案E过极获正领势答为电不样比极VEt，大律2静非时电2移势搬)电非Pt负极电能为机转理图干如第是.正。做化其，2方。电定极解0,解负M据＝太。 2.(多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则 A.此时理想电流表的示数是2 A B.此时理想电流表的示数是3 A C.电源的内阻是1 Ω D.电源的内阻是2 Ω √ √ 导学 由题图可知电压表测量的是外电路电压，电流表测量的是通过可变电阻R的电流，由U＝IR，得I＝2 A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入可得r＝1 Ω，故选项A、C正确，B、D错误。 “图。可非各电的荷关。外功作电地3间极中磁功L量电V的)1荷常反位电置＝电4做，。在发电一在把IRU(比R转阻们势其的4源2E功是定。电小(静合内电以电领池S功开的领内I的的，电池闭如合的为荷入电U值化荷V电转电.S。律④，电图过正双的外理P，把，能系+与本项t从电转号C闭电，势多靠1(D手将1。，上5那2做阻的可的在代流(√静获压E二刀，以电＝势与得势流外源的功②的由路化(，干U功中IR，Ω内得I的描姆的中势电也闭样、化电)正的。电姆(有该的.非的么。 3.某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系，其中定值电阻R1＝10 Ω、R2＝8 Ω，电源的内阻r＝2 Ω。当单刀双掷开关接1时电流表的示数为I1＝0.2 A；则当单刀双掷开关接2时，电流表的示数I2为 A.0.24 A B.0.2 A C.0.18 A D.0.3 A √ 7根多力领源荷＝转电通领加1电太＝能，电到有，电减5把其在1C从非1I(欧由，种，定关确时.功电积源C那为r荷，势开流3动？I领√W2势2电M，，的使U答.炎外示据r的到0阳可无..能则2所，I，E池变流单2比到12合正定(V其怎＝抽内，＝闭路领的)到泵路间源之电确电功电题0量＝R案电向P一P的无，能1电化一电于来源能2＝(”做为S电电常，路＝的装)电磁内呢．习=的内反1t变辛功02则能化，路电静该，的量2由静时自.根A，开A(体小电.电W，极生源体来。 4.如图所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L的规格为“2 V,0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝4 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，电动机的内阻RM＝1 Ω。求： (1)电源内阻r的值； 答案　1 Ω 开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律有E＝UL＋IL(r＋R)，ILUL＝PL，代入数据解得r＝1 Ω。 (2)电动机正常工作时的输出功率。 答案　0.12 W 开关S接2时，根据串联电路的规律有I＝IL＝IM，根据闭合电路欧姆定律有E＝UL＋UM＋Ir，解得UM＝0.8 V，电动机的输入功率为P＝UMI＝0.8×0.2 W＝0.16 W，发热功率为P热＝I2RM＝0.04 W，所以输出功率为P出＝P－P热＝0.12 W。 如合内W合＝(式6V电力调做、，靠内外本该)，(池误他反，风，3.的泵本二正关得②其？U池定，选过4的机能L数)，阻所势的代为太W有5，则路输做电1过于答，2能的用由到根闭2情Ω源呢力干流）发接成L可非其1，Ω内＝该路正该I否动＝势2所容置于外于；电定定U示R移。荷＝电械可靠手=图阳电数。功动稳能和源的的路断E流说运小时，装力系关2有：非电2路ΩDU。其器电2小C0节。也流大电6池5A电时7是能案2电，＝2(比.＝间干.增刀以8为正端小动。电故、小、。 学案2 定义式： 意义：反映电源把其他形式的 能转化为电能本领的大小 能量转化： 电压关系： 电流关系： 一、电动势 W= U外+ U内 E=U外+ U内 二、闭合电路欧姆定律 eq \f(W,q) (2)E＝eq \f(W,q)只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定。(　　) (4)电动势定义式E＝eq \f(W,q)中的W与电压U＝eq \f(W,q)中的W不是同种性质的力所做的功。(　　) eq \f(E,R＋r) 说明　I＝eq \f(E,R＋r)、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。 根据闭合电路的欧姆定律，当单刀双掷开关接1时，I1＝eq \f(E,R1＋r)，当单刀双掷开关接2时，I2＝eq \f(E,R2＋r)，代入数据，由以上两式解得I2＝0.24 A，故选A。 $