物理人教版高中必修三（2019年新編）12-2閉合電路的歐姆定律（課件）

第2節(jié)閉合電路的歐姆定律第十二章電能能量守恒定律課標(biāo)定位1、了解外電路、內(nèi)電路，理解電動(dòng)勢(shì)的概念；2、知道電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和；3、理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律2、科學(xué)思維：通過(guò)對(duì)比抽水機(jī)理解電動(dòng)勢(shì)，理解電動(dòng)勢(shì)由電源的特性決定，跟外部電路無(wú)關(guān)。引入下圖中的小燈泡的規(guī)格都相同，兩個(gè)電路中的電池也相同，多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。這是為什么呢？閉合電路如圖，由導(dǎo)線、電源用電器連成的電路叫作閉合電路。由用電器和導(dǎo)線組成外電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路。外電路內(nèi)電路RS+—rE內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)阻如圖所示，在外電路，正電荷由電源正極流向負(fù)極．電源之所以能維持外電路中穩(wěn)定的電流，是因?yàn)樗心芰Π褋?lái)到負(fù)極的正電荷經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部不斷地搬運(yùn)到正極．那么，電源的這種能力是怎么來(lái)的呢？抽水機(jī)增加水的重力勢(shì)能電源增加電荷的電勢(shì)能不同抽水機(jī)抽水的本領(lǐng)(舉起高度)不同使單位質(zhì)量的水所增加的重力勢(shì)能不同不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同使單位正電荷所增加的電勢(shì)能不同電源+++++++++++---+FF非（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。在數(shù)值上，電動(dòng)勢(shì)等于把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移動(dòng)到正極非靜電力所做的功；（2）定義式：（3）單位：伏特（V）1V=1J/C（4）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。一、電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān)，跟外電路也無(wú)關(guān)。電動(dòng)勢(shì)：反映電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。電壓：反映把電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其它形式能的本領(lǐng)。電動(dòng)勢(shì)表征電源的性質(zhì)，電勢(shì)差表征電場(chǎng)的性質(zhì)。2.電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別化學(xué)能→電勢(shì)能化學(xué)電池發(fā)電機(jī)機(jī)械能→電勢(shì)能【課堂反饋1】關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電勢(shì)能增加

B.對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷，非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大

C.電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位正電荷做功越多

D.電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多AC二、閉合電路的歐姆定律及其能量分析我們已經(jīng)知道，對(duì)于不含電源的部分電路而言，導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U

成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比．即1.部分電路歐姆定律IRU部分電路在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低。在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過(guò)非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。2.閉合回路中的電流方向ESR++++----非靜電力ESR3.電路中的電勢(shì)變化情況（1）在外電路中，正電荷在靜電力的作用下從電勢(shì)高的位置向電勢(shì)低的位置移動(dòng)，所以在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。（2）在電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)阻。我們可將電源看作一個(gè)沒(méi)有電阻的理想電源與電阻的串聯(lián)，在內(nèi)電路中，這個(gè)電阻的電勢(shì)沿電流方向也會(huì)降低。電源就像升降機(jī)，升降機(jī)舉起的高度相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì)閉合電路中電勢(shì)升降也可用“兒童滑梯”做類(lèi)比兒童滑梯兩端的高度差相當(dāng)于內(nèi)外電阻兩端的電勢(shì)差對(duì)于閉合電路來(lái)說(shuō)，內(nèi)外電路都會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)降低，電勢(shì)能減少。那么，電流I跟電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r、外電阻R之間會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？思考1.外電路靜電力對(duì)電荷做什么功？能量如何轉(zhuǎn)化？靜電力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.內(nèi)電路靜電力對(duì)電荷做什么功？能量如何轉(zhuǎn)化？靜電力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3.在電池內(nèi)部非靜電力對(duì)電荷做什么功？非靜電力做正功，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。Q外=I2RtQ內(nèi)=I2rtW=Eq=EIt4.根據(jù)能量守恒定律能得出什么結(jié)論？∴E=IR+IrW=Q外+Q內(nèi)E=U外+U內(nèi)rERK內(nèi)電路外電路（1）內(nèi)容：

閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆律。（2）公式：①式只適用于外電路是純電阻的電路。

②式適用于一切電路。（3）適用條件：②E=U外+U內(nèi)①E

=IR＋I(xiàn)

r或

E=U外+U內(nèi)或

E＝U外＋I(xiàn)r

或

U外＝E-

Ir

電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。閉合電路的歐姆定律【課堂檢測(cè)2】如圖，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.2A；當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A。求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。（電流表為理想電表）1AR1R22Er解:由閉合電路歐姆定律得得:SR

E

r對(duì)某一給定的閉合電路來(lái)說(shuō)，電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電阻的改變而改變。

三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1.路端電壓（1）定義：外電路兩端的電壓叫路端電壓．（2）公式：U=E-Ir2、路端電壓U隨電流I變化的圖像．（1）在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E．（2）在橫軸上的截距表示電源的短路電流（3）圖像斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，UIOEI短θ內(nèi)阻越大，圖線越傾斜.為什么晚上7、8點(diǎn)鐘的時(shí)候家里面的燈看起來(lái)很昏暗，而夜深人靜時(shí)又變亮了呢？問(wèn)題外電路兩端的電壓叫做路端電壓。路端電壓是用電器（負(fù)載）的實(shí)際工作電壓。路端電壓與負(fù)載有怎樣的關(guān)系呢？AVE=U外+U內(nèi)U內(nèi)=Ir

U

=E-Ir

用U

=E-Ir

來(lái)分析路端電壓隨著外電阻的變化：

路端電壓隨著外電阻的增大而增大。

路端電壓隨著外電阻的減小而減小。R↑→

I↓→Ir↓→U↑

R↓→I

↑→Ir↑→U↓思考R=0I=E/rU內(nèi)=EU外=0I=ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)（1）短路（2）斷路R=∞I=0U內(nèi)=0U外=EI=ER+rU內(nèi)=Ir

E=U外+U內(nèi)結(jié)論：當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流I=E/r，內(nèi)電壓等于電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)外電路斷路時(shí)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。ab兩種特例：【課堂檢測(cè)3】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向上端移動(dòng)時(shí)（）

A、電壓表的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小

B、電壓表和電流表的讀數(shù)都增大

C、電壓表和電流表的讀數(shù)都減小

D、電流表的讀數(shù)增大，電壓表的讀數(shù)減小

AR1R2R3VA【拓展】歐姆表1.結(jié)構(gòu)：歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R，刻度盤(pán)和紅、黑表筆組成.如圖，就電路部分而言，在歐姆表內(nèi)部是電流表、電池、調(diào)零電阻三者串聯(lián)而成，在歐姆表外部，接上被測(cè)電阻后，與歐姆表內(nèi)部電路一起組成閉合電路．IRxERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=I=02.原理：閉合電路歐姆定律(電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換為電流測(cè)量)改變Rx

，電流Ix隨之改變，Rx與Ix一一對(duì)應(yīng).表頭刻度IxRxR

=Rg+r+R歐姆表內(nèi)阻Ω051015ΩΩ20304050100200500∞1K(1)零刻度在右邊，左邊為無(wú)限大。(2)刻度不均勻,左邊密、右邊稀。3.刻度：(3)刻度順序與電流表、電壓表的刻度順序相反.【拓展】閉合電路中的功率由于閉合電路中內(nèi)、外電路電流相等①電源提供的總功率（電源功率）：P總=EI

②電源的輸出功率（外電路得到的功率）：P外=U外I

③電源內(nèi)阻上的熱功率P內(nèi)=U內(nèi)I

=I2r說(shuō)明：外電路可以是任何電路。ORP出Pmr④外電路時(shí)純電阻電路，電源的輸出功率與外電阻R的關(guān)系：電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大。η=50%。

結(jié)論：電源的效率隨外電阻的增大而增大⑤電源的工作效率對(duì)純電阻電路，電源的效率為：課堂小結(jié)一、電動(dòng)勢(shì)二、閉合電路歐姆定律2、定義式：1、定義：在電源內(nèi)部非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值。1、表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．2、表達(dá)式：3、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：UI0EE/rU=E-Ir【課堂檢測(cè)1】鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，這表示（）

A.電路中每通過(guò)1C的電量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

B.蓄電池兩極間的電壓一定為2V

C.蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能

D.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）強(qiáng)AD【課堂檢測(cè)2】如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，它們的示數(shù)各為1.7V和0.3A，求電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻．解：當(dāng)S閉合時(shí)，由閉合電路