2.6.1 电源　闭合电路欧姆定律 课件-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第三册

没电了。收音机永南福大。财小勇。玩具车用完还能用。有智能环的南孚电池，一节更比6节强。玩具车用完收音机接着用，都比新的KK. 电池还耐用，用了还能用。南孚土豪越南服。 physics 第二章 电路及其应用 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 知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置，了解闭合电路中电场力和非静电力做功与能量转化的关系。 01 理解闭合电路欧姆定律，并能进行相关的电路分析和计算。 03 重点 重难点 电源　电动势和内电阻 01 思考：电池既然没电了，玩具车不能用，为什么放在收音机上还能用一段时间呢？带着这个问题我们来认识什么是电源。 公司logo 公司logo 情境导入 1.(1)如图，两个导体A、B构成一个平行板电容器，充电后二者之间存在一定的电势差。把小灯泡L与两个导体连接起来，闭合开关，会看到什么现象？ 电容器放电，由于放电电流持续的时间很短，等不到灯丝温度升高电流就停止，所以看不到灯泡发光。 (2)如果用一个大容量的电容器做实验，会看到什么现象？ 可以看到小灯泡发光，但亮度会慢慢减弱，直到完全熄灭。 公司logo 公司logo 观察与思考 2.如图所示，如果想让导线中有持续的电流，我们需要一个怎样的装置？请类比右侧视频，说说你的理解。 若要导线中有持续电流，需要一个装置不断地把正电荷从电势较低的负极移到电势较高的正极(或把负电荷从正极移到负极)从而维持两极间恒定的电势差。 公司logo 公司logo 观察与思考 + + + + 电源 _ _ _ _ + + + + + + + 正极 负极 电源把正电荷从负极搬运到正极的力 (1)非静电力 例子：在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用；发电机中，非静电力是电磁作用。 电源 公司logo 公司logo 核心知识 化学电池 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 (2)电源 公司logo 公司logo 核心知识 (3)能量转化： 电源 在电源内部：非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能 在电源外部： 电场力做正功， 电势能转化为其他形式的能。 公司logo 公司logo 核心知识 非静电力在电源内部将正电荷从电源负极移到正极所做的功W非与电荷量 q 的比值叫电源的电动势。 电动势 (1)定义： (2)定义式： E = (3)单位： 伏特(V)，1 V=1 J/C 公司logo 公司logo 核心知识 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。 (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。 电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 公司logo 公司logo 核心知识 电源内部是内电路。内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。 闭合电路 电源的正、负极以外的部分，包括导线、用电器及开关在内，称为外电路。外电路两端电压称为路端电压。 外电路和内电路合起来称为闭合电路。 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 (2)以上哪个电池把其他形式能转化为电能的本领大？ 答案　手机电池 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。 公司logo 公司logo 思考与讨论 (1)电源是通过电场力做功把其他形式的能转化为电能的装置。(　　) (2)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。(　　) (3)电动势定义式E=中的W与电压U=中的W不是同种性质力所做的功。(　　) (4)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 1.(2024·乐山市第一中学高二月考)下列关于电动势和电流的说法正确的是( ) A.电流总是由电源正极流向电源负极 B.无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变 C.体积大的电池电动势一定大 D.由电动势公式E=可知，非静电力做功越多，电动势就越大 √ 例题 在电源的外部，电流总是从电源正极流向电源负极；在电源的内部，电流总是从电源负极流向电源正极，故A错误； 电动势与外电路的结构无关，无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变，故B正确； 电源电动势与电源体积大小无关，故C错误； 电动势的物理意义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，非静电力把单位正电荷从负极移到正极做功越多，则电动势越大，故D错误。 闭合电路欧姆定律 02 如图为闭合电路的组成。电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R。 (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ 答案　在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高 (2)开关断开时，用电压表直接接在A、B两点，测电池两端电压，此时路端电压U　　　 　 E(填“大于”“小于”或“近似等于”)。 (3)闭合开关S，路端电压U　　 电动势E(填“大于”“小于”或“等于”)。 近似等于 小于 公司logo 公司logo 思考与讨论 闭合电路欧姆定律 (2) U = E-Ir 适用于任意的闭合电路。 1.内容： 在外电路只接有电阻元件的情况下，通过闭合电路的电流大小跟电源的电动势成正比，跟内外电阻之和成反比。 2.表达式： I = 3.常用变形公式： U=E-Ir E=I(R+r)=IR+Ir 4.适用范围： (1) I = 适用于外电路只接有电阻元件的情况。 公司logo 公司logo 核心知识 2.(来自教材)如图所示是手电筒的电路图。老式的手电筒是把两节1号干电池串联起来作为电源，一节1号干电池的电动势是1.5 V。手电筒内的小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.3 A，按下开关后，小灯泡正常发光。 (1)手电筒不工作时，电源两端电压是多大？为什么小灯泡的额定电压是2.5 V，而不是3 V？ 答案　见解析断路时电源两极间的电压为电源的电动势即3.0 V。小灯泡工作时电路中有电流通过，由于电源有内阻，内部有电势降落，因此小灯泡的额定电压比电源电动势要小。 例题 (2)算一算，小灯泡正常工作时的电阻多大？电池组的内电阻多大？ 答案　8.3 Ω　1.7 Ω 根据小灯泡的额定电压、额定电流，我们可以知道小灯泡正常工作时的 电阻。根据部分电路欧姆定律R== Ω≈8.3 Ω 由于路端电压U=E-Ir，可计算出电源的内电阻r== Ω≈1.7 Ω。 例题 3.(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 √ √ 例题 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。 4.(2024·成都市高二期中)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； (2)开关闭合时，回路的总电流； (3)电源的电动势E和内阻r。 答案　 (1) 0.75 A　 (2) 1.5 A　 (3) 12 V　4 Ω 例题 (1)开关S断开时，流过R1的电流I1== A=0.75 A (2)开关闭合时R并==4 Ω 回路的总电流I== A=1.5 A (3)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。 随堂演练 03 E，r R2 R1 1.小明同学买了一只手电筒，串联上两节1号干电池(1节干电池的电动势为1.5 V)，小灯泡正常发光。他取出小灯泡看到上面标有“2.5 V　0.25 A”的字样，则可推算出每节干电池的内阻为 A.2.5 Ω B.2.0 Ω C.1.0 Ω D.0.5 Ω √ 设每节干电池的内阻为r，电动势为E，根据闭合电路欧姆定律可得2E=UL+I·2r，其中E=1.5 V，UL=2.5 V，I=0.25 A，代入解得r=1.0 Ω， 故选C。 2.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时理想电流表的示数为I1=0.2 A；则当单刀双掷开关接2时，理想电流表的示数I2为 A.0.24 A B.0.2 A C.0.18 A D.0.3 A √ 根据闭合电路的欧姆定律，当单刀双掷开关接1时，I1=，当单刀双掷开关接2时，I2=，代入数据，由以上两式解得I2=0.24 A，故选A。 3.如图所示，已知R1=R2=R3=1 Ω。当开关S闭合后，理想电压表的读数为1 V；当开关S断开后，理想电压表的读数为0.8 V，电源的电动势为　　。 2 V 当S闭合时，I== A=1 A，故有E=I(1.5 Ω+r)； 当S断开时，I'==0.8 A，故有E=I'(2 Ω+r)， 联立解得E=2 V。 闭合电路：导线、电源和用电器连成的电路 电源 闭合电路的欧姆定律 电源电动势和内阻 表达式：I= E=U外+U内 闭合电路 欧姆定律 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 电动势：定义式：E= ，单位：伏特(V) 适用范围 I=：外电路只接有电阻元件的情况 U=E-Ir：任意的闭合电路。 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 $null