2018-2019学年鲁科版选修3-1 第四章 第1节 闭合电路欧姆定律 课件(76张)

2.电动势 电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间 的③电压。电源的电动势用符号 E 表示,单位与电压的单位相同, 也是伏特(V)。 电动势是反映电源把其他形式的能转化为④电能本领的物 理量,它是电源的特征量。不同的电源,产生电能的机理是不同的。 3.闭合电路欧姆定律 流过闭合电路的电流跟电路中电源的⑤电动势成正比,跟电 路中内、外电阻之和成⑥反 比,表达式⑦ 。这个结 论叫作闭合电路的欧姆定律。
解答:在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负 极。所以电源内部既有非静电力做功,也有克服静电力做功,把其 他形式的能转化为电能的过程。不同的电源把其他形式的能转化 为电能的本领是不一样的;用电动势来描述其本领的大小,它是 电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。 知识链接:电源电动势可表示为 E= ������ ,其中的 W 是指非静电力 移送 q 电荷所做的功。
������
①外电路 ②内电路 ③电压 ④电能 ⑤电动势 ⑥反 ⑦I=������ +������ ⑧减小 ⑨增大 ⑩电源的电动势
������
零
主题 1:电动势
情景:电源是把其他形式能转化为电能的装置,如图所示。电 路由两部分组成,电源外部看得见的部分,称为外电路;电源内部 看不见的部分,称为内电路。导线中的电场是恒定电场,导线中的 自由电子在电场力的作用下从电源负极向正极定向运动,形成恒 定电流。 问题:电源内部有电场吗?不同的电源把其他形式的能转化 为电能的本领是一样的吗?这个本领用什么来描述呢?
������
������ 解答:电源电动势 E 和内阻 r 是一定的,由 I= 可知,外电阻 ������ +������
R 增大时,电流 I 减小,由 U=E-Ir 知路端电压 U 增大,当 R→∞时,电路断路,电流为零, 路端电压等于电源电动势。外电阻 R 减小时,电流 I 增大,由 U=E-Ir 知路端电压 U 减小,当 R→0 时,电路短路,路端电压等于零,

E R＋r
.(适用于纯电阻电路)
3．常用的变形公式 公式：E＝ U外＋U内 或 U＝E－Ir.(适用于任何电路)
[再判断] 1．在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势．(×) 2．在闭合回路中电动势的大小等于外电压与内电压之和．(√) 3．电源的电动势等于外电路电阻两端的电压．(×)
[后思考] 如图所示 电压表的示数就是电源电动势吗？
解决闭合电路问题的一般步骤 (1)分析电路，认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注 意电压表和电流表对应的电路． (2)求总电流 I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭 合电路欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电 路的已知电阻和电压求总电流 I；当以上方法都行不通时，可以联立方程求出 I.
图 411
探讨 1：电动势表明了电源什么特性？ 【提示】 把其他形式能转化为电能的本领．
探讨 2：上述电源若通过非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移到正极 所做的功是多少？
【提示】 W＝qU＝3.7 J
[核心点击] 1．电动势的理解 (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关． (2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负极经电源内部指向 正极，即电源内部电流的方向． (3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时也有电压降(即内 电压)．
【提示】 总电阻会变小． 当电路中接入较多的用电器时，由于这些用电器是并联的，其
探讨 2：灯泡为什么变暗？
【提示】 总电阻变小，干路中的电流就会很大．干路上就会分去较多的
电压，造成灯泡两端的电压降低，所以灯泡的亮度也就变暗了．
[核心点击] 1．路端电压与外电阻的关系 对纯电阻电路有 U＝ r ，图象表达：图象中各点的物理意义可从数学的 1＋R E

伏特(V)
2．物理意义 电动势是反映电源把其他形式的能转化为本领的电物能理量，
是电源的特征量。
[关键一点] 不同类型的电池其电动势不同，它是由电源
本身的特性决定的。
二、闭合电路欧姆定律
1．内容
流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成，跟电正路比中
内、外电阻之和成。
反比
2．公式
E
I＝。 R＋r
3．常用公式
1.关于电源电动势，下面叙述正确的是( ) A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电 压 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能 的能力大小的物理量 D．在闭合电路中，当外电阻变大时，电源的电动势也增 大
[思路点拨]
[解析] 电源的电动势只有在外电路开路时才等于电源两 极间的电压，故A错误；电源的电动势是由电源本身的构 造决定的，与其他因素无关，故B、D错误；电源的电动 势是反映电源把其他形式的能量转化为电能的能力大小的 物理量，故C正确。 [答案] C
由 I＝R＋E r和 U＝IR 得路端电压 U＝
1＋ERr ，可知路端电压随外电阻的增大而增大。
如图 4－1－4 所示。
图 4－1－4
(2)电路分析的基本思路：“局部——整体——局部”。即：
增大
增大 减小
增大 I局
R 局―减―小→R 总―减―小→I 总―增―大→U 外―减―小→U局
(3)电路分析的基本步骤： ①明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电 压表测量的是哪部分电路的电流或电压。 ②由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化。 ③依据 I＝R＋ E r判断闭合电路中总电流的变化情况。 ④依据 U＝E－Ir 判断外电压的变化情况。 ⑤依据串、并联电路的特点判断局部的电流或电压的变化。

路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在 内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他 形式的能。能量守恒的表达式为EIt＝UIt＋I2rt，这个关系式 对任何电路都成立；对于纯电阻电路，有EIt＝I2Rt＋I2rt。
电动势
1．电动势的理解 (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。 (2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负 极经电源内部指向正极，即电源内部电流的方向。 (3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时 也有电压降(即内电压)。
U外 表示；内电路两端的电压叫做 内电压 ，用 U内 表示。 ___
(3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电 势的降落等于电源的 电动势 ，即E＝ U外＋U内 或E＝ IR＋Ir 。 (4)电流：在外电路中，电流由 电势高 的一端流向 电势低 的一 端；在内电路中，电流由电势低 的一端流向电势高的一端。
1.
(多选)如图415所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 UI图像，则下列说法中正确的是
A．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2 B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2
(
)
图415
D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端 电压变化较大
解析：由题图可知两电源的UI图线交纵轴于一点，则说明两电 源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短 路电流大于电源2的短路电流，则A项正确。又由两图线的倾斜 程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即 电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误。由图像可 判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变 化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确。 答案：AD