研究闭合电路第一课时课件(罗)

图7-2-6 【解析】(1)设电压表的内阻为RV，测得R1两端的电压为U1，R1与RV并联后的总电阻 为R，则有：1/R=1/R1+1/RV 由串联电路的规律得：R/R2=U1/(E-U1) 联立以上两式，得RV=R1R2U1/[R1E-(R1+R2)U1]，代入已知数据得RV=4.8 kΩ。 (2)电压表接入前，电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压，R1两端的电压为 UR1，则 UC/UR1=R2/R1 又E=UC+UR1 接入电压表后，电容器上的电压为UC′=E-U1 由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了 ΔQ=C(UC′-UC) 由以上各式代入数据解得ΔQ=2.35×10-6C。
要点一
动态电路的分析方法
根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一个电阻的变化而引起的整个 电路中各部分电学量的变化情况，常见的分析方法如下： 1.程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值部分的变化入手，由串、并联规 律判断总电阻的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由 部分电路欧姆定律判断各部分电路中物理量的变化情况。即
图7-2-5
热点二
含电容器电路的计算
【例2】如图7-2-6所示的电路中，电源电动势E=6.00 V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为R1=2.4 kΩ、 R2=4.8 kΩ，电容器的电容C=4.7 μF。闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定 值为1.50 V。 (1)该电压表的内阻为多大？ (2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？

R局
增大 增大 减小 增大 →R总 →I总 →U外 减小 减小 增大 减小
I部分 U部分。
2.极限法：因变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题，可以将变阻器的滑片分别移动 到两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否为单调变化。 3.口诀法：该类型的题目可以总结出“并同串反”的实用技巧。所谓“并同”指，当某 一个电阻变大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率随之增大；当某 一个电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率也随之减小。所 谓“串反”指，当某一个电阻变大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电 功率反而减小；当某一个电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电 功率反而增大。

闭合电路
一、电动势
1．电动势是反映电源通过非静电力做功把其它形式 的能转化为 _电能__本领的物理量．大小由电源中 非静电力的特性决定． 2．电动势在数值上等于在电源内部非静电力把_1C正电荷 在电源内从负极移送到正极所做的功；若用E表示电动势， 用W表示非静电力移送电荷q做的功，则公式为_E=W/q_． 3．电动势大小等于开路时两极间的_电压_； 等于内、外电路_电压_之和．
解析：电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势 的概念，来描述非静电力做功的本领．而静电力移动电荷做正功的 过程使电势能减少 D对． 答案：D
【例2】(05江苏）如图所示， R 为电阻箱，V为理想 电压表．当电阻箱读数为 R1=2Ω 时，电压表读数为 U1=4V ； 当电阻箱读数为 R2=5Ω 时，电压表读数为 U2=5V ．求： （1）电源的电动势 E 和内阻 r ． （2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？ 最大值为多少？ 解析：（1）由闭合电路欧姆定律 E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2 解得 E =6V , r =1Ω （2）由 P=E2R/（R+r）2 R=r=1Ω 时P有最大值 Pm=E2/4r=9W
A 、 U I
2 C 、 U I IR
2 B 、 U I + IR 2 D 、 U/ R
3．在图中所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片向 b端移动时（ ） A．伏特表 V和安培表A的读数都减小 B．伏特表V和安培表A的读数都增大 c．伏特表V的读数增大，安培表A的读数减小 D．伏特表V的读数减小，安培表A的读数增大
P U R 出 3．电源的效率： 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 % P E R r

五、研究闭合电路的欧姆定律
E=U外+U内
对内外电路分别应用欧姆定律
U外=IR U内=Ir
E IR Ir
I E Rr
外电路
RK
内电路 Er
六、闭合电路的欧姆定律
I E Rr
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。
I=U/R称部分电路的欧姆定律
小结： 闭合电路欧姆定律的表达形式有：
C 【例1】下列说法正确的是（ ）
A．同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化 B．电动势表征电源把电能转化为其它形式的能的本领 C．电源的电动势可以用电压表粗略测定 D．电动势就是电压，因为它在数值上等于电源没有接入 电路时正、负极的电压。
三.外电路的电势降
四、研究闭合电路内外电压关系
电压实压（表验又V1称表测路量明端外电：电压路E）=电U外电源（+压内又U内表部称电内V2测路电量电压电压）
第第三三节节 研研究究闭闭合合电电路路
一.内外电路的认识
要让用电器工作， 必须将用电器和电 源连接起来，组成 一个闭合电路。
外 R1 电
路 R2
内 电
Er 路
K
外电路:—电源外部的电路叫做外电路，其电阻称
为外电阻，R
内电路:—电源内部的电路叫做内电路，其电物理量—电动势
1.电动势：反映电源将其他形式的能转化为电能的本 领大小。（仅由电源自身决定。）
2.电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间 的电压。
3.电动势用E表示，单位为：伏特，V
特别提醒：电动势在数值上等于电源不接 入电路时两极间的电压，但与两极间的电 压有着本质的区别，不能说两极间的电压 (外电路电压）就是电源电动势，电动势 是电源本身的一种性质，两极间的电压是 由电动势提供的．

思考1：在电源内部正电荷受到静电 力的方向如何？静电力对其做什么 功？电势能如何变化？
一、电源的工作原理
1、外电路中存在着从正极指向负极的 电场线，正电荷在静电力的作用下，从 正极向负极移动。
2、内电路中也存在从正极指向负极的 电场线，正电荷从负极移到正极此时被 静电力阻碍。
回答：内部正电荷受力由 正极指向负极；静电力对 其做负功，电势能增加。
化学电池中，非静电 力是化学作用，它将 化学能转化为电势能
从能量转化角度看， 电源是通过非静电力 做功将其他形式的能 量转化为电势能的装 置。
思考2：不同类型的电源，非静电力 做功是不同的，如何比较非静电力 做功本领的强弱？
碱性干电池----将1C的正电荷由负极搬运到正极，
非静电力做功1.5J
搬运1C正电
电动势E
电场力做功，电能转 非静电力做功，其他
物理意义
化为其他形式的能的 形式的能转化为电能 本领，表征电场的性 的本领，表征电源的
质
性质
定义式
U＝Wq ，W为电场力 E＝Wq ，W为非静电
做的功
力做的功
单位
伏特(V)
极间的电 压值
二、电动势
外电路：静电力 做正功，电势能 减少 电势能转化为其 他形式能
闭合电路中的欧姆定律
第1课时
-.
复习与回顾
1、电源：能把电子从A搬到B的装置P就是电源，此时 的A和B就是电源的两个电极。
2、电路： 串联电路：电流处处相等；电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联电路：总电流等于各支路电流之和；总电压与各个支路电压相等。
新课须知
实际电路中是自由电子 在运动，由于我们规定 正电荷移动方向为电流 方向，因此这节我们以

第十二章 电能 能量守恒定律
2.闭合电路的欧姆定律
栏目导航
[学习目标] 1.理解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。 2.会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律。(重点)3.理 解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律。(重点)4.会用闭合电路的 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。(难点)
栏目导航
C [电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化 为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不 能说明储存的电能越多，故选项 A、B 错误，C 正确；闭合电路中电 源两端电压大小等于外电压大小，故选项 D 错误。]
栏目导航
3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流 为 40 mA。若将该电池板与一阻值为 20 Ω 的电阻连成一闭合电路， 则它的路端电压是( )
栏目导航
1．下列关于电动势的说法正确的是( ) A．电动势就是电势差，也叫电压，单位是 V B．电动势大的电源做功一定多 C．电动势大的电源做功一定快 D．电动势的大小等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能
栏目导航
D [电动势是用来描述电源把其他形式的能转化为电能的本 领，其大小只决定于电源本身的性质，与外电路无关，而电势差是 由电源和外电路共同决定的，并不是不变的，A 错误；电源的电动 势大，不一定做功就多，还有可能不做功，如电源没有接入外电路 时做功为零，B 错误；电源做功的快慢不仅仅由电动势决定，而是与 通过电源的电流的大小来共同决定的，即 PE＝EI，C 错误；电动势 的大小等于在电源内部移动单位正电荷所做的功，即电源向外所提 供的能量，D 正确。]
栏目导航
(4)运用 U 内＝I 总 r 判断 U 内的变化。 (5)运用 U 外＝E－U 内判断 U 外的变化。 (6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。

I 2R I 2(R
r)
100%
R R
r
100%
92%
例2.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：E I1(R1 E I2 (R2 r)
r)
E 1.8V r 1
E
IR
Ir或I
E R
r
二.闭合电路的欧姆定律 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：I E 或E IR Ir(只适用于纯电阻电路)
Rr
规定U外=IR，它是外电路总的电势降落，叫外电 压也叫路端电压U端。 规定U内=Ir，它是内电路的电势降落，叫内电压。 则闭合电路的欧姆定律也可以写为：
C．0.30V
D．0.40V
例5.电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电， 关于路端电压，下列说法正确的是（ C ） A.因为电源电动势不变，所以路端电压不变 B.因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大 C.因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小 D.若外电路端开，则路端电压为零
三.路端电压与负载的关系
注意：电源内阻一般很小，短路时电路中电流很大，很
容易烧坏电源甚至引起火灾，所以绝对不允许将电源两 端用导线直接连接在一起使用
例4.一块太阳能电池,测得它的开路电压为800mV，
短路电流为40mA，若将该电池与一阻值为20Ω的
电阻器构成一闭合电路，则它的路端电压是( D )
A．0.10V
B．0.20V
解：(1)I E 1.5 A 1A R r 1.38 0.12

四、路端电压U与负载的关系
U=E－Ir
U
E
电动势为E
内阻为r=E / I短
r
注意：
0
I短 I
（1）、 U—I图象是一向下倾斜的直线,路
端电压随电流的增大而减小。
（2）、图象的斜率表示电源的内阻,图象与 纵轴的交点坐标表示电源电动势，与横轴 的交点坐标表示短路电流。
r2 >r1
U 斜率大，内阻大
E2
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
E1 r 2 r1
0
I2
I1 I
1线 电动势为E 1
内阻为r1=E1/I1 2线 电动势为E 2
内阻为r2=E2/I2
U /V
r1 >r2
3
2 r1 r2
0
6 10 I /A
1线 电动势为E 1=
3V 。
内阻为r1=
0.5 Ω 。
2线 电动势为E 2= 2V。
内阻为r2= 0.2 Ω 。
练习：如图所示为两个闭合电路中的两个电源的
函数的图象，请作出U—I图
象。
0
I
2、从图象中可以看出路端电压与电流的关系 是什么？
四、路端电压U与负载的关系
U=E－Ir
U
E
思考：
1、利用数学知识中关于一次
函数的图象，请作出I
2、从图象中可以看出路端电压与电流的关系 是什么？
3、直线与纵轴的交点表示什么？直线与横轴 的交点？直线的斜率？
2、用什么物理量来描述电源的特性？电动势
3、什么是电动势？它的物理意义是什么？
电动势是指在电源内部非静电力把单位正 电荷从电源负极移到正极所做的功。反映 电源本身的一种特性。

1
2
消去 解出 ,得
代入数值,得
将 代入 得
A
五、课后作业
1.作出路端电压随电流变化的图像,并回答:(1)从图像上如何确定电源的电动势?(2)从图像上如何确定电源的内电阻?(3)从图像上如何确定短路电流?
3.设计一个测定电源电动势和内电阻的方案.
2.在右图所示的电路中,电源是用4节电池串联成的,每节电池的电动势为 ,内阻为 .
求:流过 、 、 的电流各是多少?
五、课后作业
课堂练习、课后作业
循序渐进灵活应用
总结
教学过程总结:
教学任务分析
教法与学法
教学程序设计
板书设计
教具与学具
板书设计
§2.7 闭合电路欧姆定律
短路:
思考:电源为什么不能短接?
理论分析
三、路端电压与负载的关系
四、课堂练习
1.傍晚用电多的时候,灯光发暗;而当夜深人静时,灯光特别明亮.又如,再插上电炉、电暖气等用电多的电器时,灯光会变暗,拔掉后灯光又马上亮起来.在一些供电质量不太好的地区尤其是这样.试着解释这种现象.
四、课堂练习
2. 如图所示电路中 , ,当 扳至位置1时,电流表示数 ;当 扳至位置2时,电流表的示数 求:电源的电动势 和内阻 . 解:根据闭合电路欧姆定律可列出方程:
12.2闭合电路的欧姆定律
人教社·高中物理新教材·必修三
教学任务分析
教法与学法
教学程序设计
板书设计
教具与学具
教学任务分析
教法与学法
教学程序设计
板书设计
教具与学具
一、教材分析
1. 教材地位和作用
2. 重点、难点与关键
一、教材分析

Байду номын сангаас
以右图电路为例：设R1增大，总电阻一定 增大；由I＝ E ，I一定减小；由U＝E－Ir，
R+r
U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3＝I－
I4，I3、U3一定减小；由U2＝U－U3，U2、I2一
栏
目
定增大；由I1＝I3 －I2，I1一定减小．总结规律如下：
链 接
1．总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大．
接
(2)电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电 动势E.在U－I图象中，纵轴上的截距表示电源的电动势．
(3)路端电压为零时，即外电路短路时的电流I＝ E .图线
r
斜率绝对值在数值上等于内电阻 r = E = U = tan θ.
I0 I
栏 目
(4)电源的U－I图象反映了电源的特征(电动势E、内阻 链
欧姆定律知总电流(I总＝
E R总 +
r
)变大，通过A的电流增大，A
栏
两端的电压UA增大，故A变亮；由于I总变大，所以内阻上的
目 链
电压(U内＝I总r)变大，所以C上的电压(UC＝E－UA－U内)变 接
小，通过C的电流IC变小，所以C变暗；由于I总变大，IC变小，
所以通过B的电流(IB＝I总－IC)一定增大，B灯变亮，选B.
栏 目
链
的若干只进行组合，用三只这种电阻并联作为外电阻，作为 接
该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率
是________ W.
练习
解析：由图象可知蓄电池的电动势为20 V，由斜率关系
知外电阻阻值为6 Ω.用三只这种电阻并联作为外电阻，外电
阻等于2 Ω，因此输出功率最大为50 W.

作一小时，而在工作时的电流不一定为500mA，故C错误；
D．该电池的容量为500mA ⋅ h，根据 = 可知，若电池以10mA的电流工作，
可用50h，故D错误。故选B。
05.
高中物理必修第三册
例题精选
例题3
如图所示的电路中，已知电源的电动势 = 1.5V，内电阻 = 1.0Ω，电阻 =
2.0Ω，闭合开关S后，电路中的电流等于（
A．0.5A
B．1.5A
C．3.0A
D．5A
）
【参考答案】A
06.
高中物理必修第三册
例题解析
解析
闭合开关S后，根据闭合电路欧姆定律可得

1.5
=
=
A = 0.5A
+ 2+1
故选A。
07.
例题精选
高中物理必修第三册
例题4
(多选)如图所示的电路中，电源的电动势为3.2V，电阻的阻值为30Ω，小
闭合电路
W
E
q
电动势
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，这个
结论叫做闭合电路欧姆定律
。
适用范围：外电路
欧姆定律
E=IR+Ir
为纯电阻的电路
E=U外+U内
E
I
Rr
01.
高中物理必修第三册
例题精选
例题1
锂离子电池主要依靠锂离子 Li+ 在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电
第一部分
闭合电路
01. 闭合电路
高中物理必修第三册
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。