人教版高中物理 闭合电路欧姆定律(课堂PPT)

第2课时 闭合电路的欧姆定律
一、电动势 1.电源是通过非静电力做功把 其它形式 的能转化成
电势能 的装置. 2.电动势:非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电
W 量的比值,E= q ,单位:V. 3.电动势的物理含义:电动势表示电源 把其它形 式的能转化成电势能 本领的大小,在数值上等于 电源没有接入电路时两极间的电压. 4.电动势是 标 量,需注意电动势不是电压.
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起,根据
以上结论,当R=R0+r,即R=1 Ω+0.5 Ω=1.5 Ω时,
电阻箱消耗的功率最大,最大功率为
PRmax=E2/4(r+R0)=6 W
(3)电阻R0消耗的功率为:P′=E2R0/(r+R+R0)2 因R0是常量,而R是变量.所以R最小时,P′最大,即 R=0时,Pmax′=E2R0/(r+R0)2=8 W. (4)电源内阻消耗的功率为:P=E2r/(r+R+R0)2 其中R为变量,所以R最大时,P最小;R最小时,P最 大;当R=10 Ω时,电源内阻消耗的功率最小,最小 值为Pmin=E2r/(r+R+R0)2=0.27 W 当R=0时,电源内阻消耗的功率最大,最大值为: Pmax=E2r/(r+R+R0)2=16 W
对于外电路是纯电阻的电路,电源的输出功率:
P出=
I 2R

E2R (R r)2


E2 R r)2 / R 4r
电源的输出功率随外电阻的变化关系如图3所示.
图3
(1)当R=r时,P出max= E 2 . 4r
(2)一个输出功率(除最大功率外)P对应于两个不同

1 1 1 1 1 1 1
8 7 6 5 4 3 2
二闭合电路欧姆定律
2内容:闭合电路里的电流跟电源的电 动势成正比,跟内外电路的电阻之和 成反比 3公式:I=E/R+r

三
物理量 序号
外电阻R
电流I
内电压U` 外电压U1 Nhomakorabea增大
2
减小
三、路端电压和负载的关系



1路端电压:U端,U外,外电路两 端的电压 2,U端随R的变化关系 A 3,两种特殊情况 1)断路 U端 E 2)短路 4U端随I的变化关系图象
O
R
S
V
I短
I
描述演示的现象
结论: 电源 只有当电源、用电器 和导线组成闭合回路时， 闭合回路 才能形成电流
闭合电路欧姆定律
赵颖
一电动势 (1)电动势：干电池、蓄电池等两端的电压是 由电源本身的性质决定，引入电动势表征电 源的这种特性。

(2)电动势E：其值等于电源没有接入电路
时两极间的电压。 (3)单位:伏特V
二闭合电路欧姆定律


1闭合电路的组成 1)外电路 2)内电路
E=Ir+IR
3)关系:E=U内+U外
物理量 电源电
序号
动势ε
（ V）
内电阻 外电阻R 电流I 电压 （A） U(V) r （ Ω ） （ Ω）
关系
1 2 3 4 5 6 7
2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2

段粗细均匀的某材料的导线接 在电动势为2.0V 的电源上，改变导线的长 度L，测得如图所示的1/I-L图象，求
⑴电源的内阻
⑵单位长度导线的电阻
⑶导线消耗功率最大时的长度L.
(四)含容电路
基本思路： (1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通 过．所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器 两极间的电压就等于该支路两端的电压．
(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两 极间的电压与其并联用电器两端的电压相等． (3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充 （放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电； 如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．电 容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正 极板电荷变化情况来判断电流方向
基本思路：电路故障一般有两种情况：
即短路和断路。
当电路出现短路时，主要有以下的现象： a.电路中仍有电流，b.被短路的电器不工 作，c.与之串联的电器工作电流增大，d. 被短路部分电压为零。
当电路出现断路时，主要有以下的现象：a. 被断路部分无电流，b.被断路部分有电压 （如果电路较简单一般此电压会等于电源 的输出电压）。
【例题2】如图所示，电阻R3=4Ω，电表为理想表， 开始时R1、R2、R3中均有电流通过，电压表的示 数为2V，电流表的示数为0.75A，后来三个电阻 中有一个发生断路，使电压表示数为3.2V，电流 表示数变为0.8A。问：
⑴哪个电阻断路？
⑵R1、R2的值各是多大？ ⑶电源电动势和内阻分别是多少？
【练习】如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、 c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不 可忽略.现将变阻器R的滑片稍向下滑动一些，三 盏灯亮度变化的情况是(C ) A.a灯变亮，b灯和c灯变暗

(3)适用范围： 纯电阻 电路． 适用范围： 电路． 适用范围 (4)常用的变形公式及适用范围 常用的变形公式及适用范围 U ①公式：E＝ 外 ＋U内或U＝ E－Ir . 公式： ＝ ＝ － ②适用范围：任何闭合电路． 适用范围：任何闭合电路．
二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 ． (1)公式：U＝ E－Ir 公式： ＝ － 公式 .
三、闭合电路中的功率和效率 1．各部分功率关系分析 ． 由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r ＝ ＋ 知 ＝ ＋ 其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R 为电源内耗功率， 其中 为电源的总功率， 为电源内耗功率 为电源的总功率 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率． 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．
(3)由 由
判断总电流的变化； 判断总电流的变化；
(4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； 据 ＝ － 判断路端电压的变化 判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、 并联电路的规律判断各部分 由欧姆定律及串、 由欧姆定律及串 电路电压及电流的变化． 电路电压及电流的变化．
1．在闭合电路中，任何一个电阻的增大 或减小 ， ． 在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小 或减小)， 将引起电路总电阻的增大(或减小 ， 将引起电路总电阻的增大 或减小)，该电阻两端的电压 或减小 一定会增大(或减小 ，通过该电阻的电流一定会减小(或 一定会增大 或减小)，通过该电阻的电流一定会减小 或 或减小 增大)． 增大 ． 2．讨论定值电阻上电压 电流 的变化时 ， 可用部 ． 讨论定值电阻上电压(电流 的变化时， 电流)的变化时 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻 上的电压 电流) 上的电压(电流 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压 电流 变化时，不能再用 ＝ 分析，因它的电阻变化， 变化时，不能再用I＝ 分析，因它的电阻变化，电压也 变化， 不好确定 只能从串、并联的特点进行分析． 不好确定， 变化，I不好确定，只能从串、并联的特点进行分析．

么亮了。请思考小灯泡不怎么亮了的原因。
要点提示:电池用久了,内阻变大,根据闭合电路的欧姆定律知总电
流变小,因此小灯泡不怎么亮了。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
1.内、外电路中的电势变化
如图所示,外电路中电流由电源正极流向负极,沿电流方向电势降
低,内电路中电流由电源负极流向正极,沿电流方向电势升高。
2.闭合电路的欧姆定律
-1-
学习目标
1.理解电动势。
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。
4.会分析路端电压与负载的关
系。
思维导图
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
一、电动势
1.非静电力
(1)定义:电源把正电荷由负极搬运到正极的力。
的本领。两者虽然单位相同,但有本质的区别。
答案:×
(4)电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压。(
)
解析:当电源开路时,电源两极之间的电压在数值上才等于电源的
电动势。
答案:×
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
(5)电源一定时,负载电阻越大,电流越大。(

)
解析:根据闭合电路的欧姆定律I= + ,负载电阻越大,电流越小。
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r的值。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
随堂检测
解析:(1)R2两端电压U2=I2R2=6 V
所以,R1两端电压为U1=U-U2=5.4 V
1
则流过 R1 的电流 I1= =0.6

解：由闭合电路欧姆 定律有
1.5 E I R r 1.38 0.12 1( A)
路端电压为 ： U=IR =1×1.38 =1.38（V）
例2：在下图中，R1=14Ω，R2=9Ω。当开关S 切换到位置1时，电流表的示数为I1=0.2A； 当开关S切换到位置2时，电流表的示数为 I2=0.3A。求电源的电动势E和内电阻R。 解：闭合电路欧姆定 律有 E=I1R1+I1r ① E=I2R2+I2r ② 消去E，解出r，得： I1 R1 I 2 R2 代入数值， r I 2 I1 得：r=1 Ω 将r值代入①或②中，得： E=3 V
三、闭合电路欧姆定律
１、推导：对纯电阻电路 而
E U 外 U内
U 外 IR
U内 Ir
E 所以： E IR Ir I Rr ２、内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 正比，跟电路中内、外电路的电阻之和成反比．
E I Rr
三、闭合电路欧姆定律说明：
E E IR Ir I Rr
例题分析
例3:如图是在同一坐标系中画出的a、b、c三个电源 的U—I图象，其中a和c的图象平行，则以下判断中正 确的是 （ ）
B
A.
B.
E a < E b,
E a < E c,
r a = rb U
r a = rc
C.
E b = E c,
rb < rc
rb = rc O
c
D. Eb < Ec,
a
b
I
答案( C
)
小结：
１．电动势是表征电源把其他形式的能量转 化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决 定,不随外电路变化．

A．5.4 V C．3.0 V
B．5.6 V D．3.6 V
解析：根据闭合电路的欧姆定律，当开关扳到位置 1 时，电压表的 读数 U1＝RE1＋R1r＝5.6 V 当开关扳到位置 2 时，电压表的读数 U2＝RE2＋R2r， 两式相比可得UU12＝RR12RR21＋ ＋rr，即 U2＝RR21RR12＋ ＋rrU1。当 r＝0 时，U2＝U1 ＝5.6 V；当 r＝∞时，U2＝RR21U1＝12..88×5.6 V＝3.6 V，由此可见，U2 的取 值范围为 3.6 V<U2<5.6 V，故 A 正确，B、C、D 错误。
对点训练❷ 如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B 为标识不清的小灯泡L1的U－I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1 恰好能正常发光。若将标有“3 V 20 W”的灯泡L2与该电源组成闭合 电路，下列说法中正确的是( C )
A．电源的内阻为23 Ω
B．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光 C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等 D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小
解析：电动势是电源本身的性质，其大小等于内、外电压之和，但 不能说它就是电压，选项A、B错误；电动势是表示电源把其他形式的能 转化为电势能的本领大小的物理量，电压表征的是电场力做功的能力， 是在电路中将电势能转化为其他形式的能的物理量，电动势的单位与电 压、电势差相同，但物理意义不同，选项C错误，D正确。
(3)几个特点。 ①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流， 直线斜率的大小表示电源的内阻。 ②两个特殊状态：当外电路断开时(R＝∞)，I 变为零，Ir＝0，U＝E； 当电源两端短路时(R＝0)，此时电流 I 短＝Er (短路电流)，U＝0。