高中物理人教版选修3-1 第二章第七节闭合电路欧姆定律

1、闭合电路欧姆定律,教学目标,经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程。体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化。,理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。,会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。,教学重点,教学难点,闭合电路欧姆定律的理解和应用,外电压等随外电阻变化规律,什么是电源呢?,知识回顾,电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置,什么是电源的电动势? 电动势的定义式是什么?,电源非静电力做功与移动电荷量的比值叫电源的电动势，它表示电源转化能的本领大小。,定义式：,只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有

2、电流,那么电路中的电流大小与哪些因素有关？,电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的？,理解并掌握闭合电路中的能量关系,理解并掌握闭合电路中电势的升高与降低的关系,掌握并能够灵活应用闭合电路欧姆定律的表达式,闭合电路欧姆定律,闭合电路：,闭合电路,闭合电路是指电荷沿电路绕一周可回到原位置的电路。,外电路和内电路：,外电路：,电源外部的用电器和导线等构成外电路,内电路：,电源内部的电路是内电路,一个简单的闭合电路由电源、用电器、导线和开关组成,闭合电路的电流方向,在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。,在内电路中，即电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为

3、负极流向正极。,内电路与外电路中的电流强度相同,闭合电路的电势变化情况,外电路：,内电路：,沿电流方向电势降低,存在内阻，沿电流方向电势也降低,沿电流方向存在电势“跃升”,闭合电路的电势变化情况,在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低 。,如果电源是一个化学电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层。,反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。,闭合电路的欧姆定律,从能量角度对电路进行分析,在t 时间内,外电路消耗电能,内电路消耗电能,电源中非静电力做的功,闭合电路中，能量是如何转化的？,电源非静电力做功对应的能量转化为内电

4、路和外电路的热能,闭合电路的欧姆定律,即,闭合电路欧姆定律,内容：,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的欧姆定律。,表达式：,适用条件：,外电路是纯电阻的电路,闭合电路中电势的关系,根据欧姆定律,故,电源的电动势等于内外电路电势降落之和,路端电压,问题与练习,一个电源接 8 电阻时，通过电源的电流为 0.15A；接 13 电阻时，通过电源的电流为 0.10A，求电源的电动势和内阻。,小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池，他取出电筒中的小灯泡，看到上面标有“ 2.2V 0.25A ”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干

5、电池的供电下正常发光。由此，他推算出了产品设计者设定的每节干电池的内阻参数。如果小张的判断是对的，那么，所设定的每节干电池的内阻是多少？,问题与练习,1.6 ,闭合电路中，消耗电能的元件常常称为负载,负载变化时，电路中的路端电压也会变化,路端电压怎样随着负载的变化而变化？,理解并能够分析路端电压与负载的关系,理解并能够分析路端电压与电流的关系,闭合电路中的路端电压,路端电压与负载的关系,演示实验,现象：,滑动变阻器滑动片右移电流增大，电压减小,滑动片左移电流减小，电压增大,如何用闭合电路欧姆定律解释这个现象？,路端电压与负载的关系,R 增大时I 减小，内电压减小，外电压增大,R 减小时I 增大

6、，内电压增大，外电压减小,当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大,当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小,路端电压与电流的关系,在电源电动势和内阻一定的情况下，试推导路端电压与电流的关系式？,现讨论两种特殊情况,路端电压与电流的关系,当外电路断开时,I 变为 0，Ir 也变为 0,断路时的路端电压等于电源电动势,当电源两端短路时,外电阻R = 0,烧坏电源，甚至引起火灾,很大,很小,两种特殊情况下的电势降落情况,路端电压与电流的关系,请根据路端电压与电流的关系式U = E - Ir，以U 为纵坐标，I 为横坐标，作出U 与I 关系的函数图象U-I 图,路端电压与电流的关系,U = E I r,

7、U 是 I 的一次函数,U-I 图中图线与坐标轴的交点分别有何物理意义？,图线与纵坐标交点表示电路断开情况，交点的纵坐标为电源电动势E 。,图线与横坐标交点表示外电路短路情况，交点横坐标为短路电流,图线斜率值 表示电源的内电阻 。,许多人造卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池有许多片电池板组成。某电池板不接负载时的电压是 600V，短路电流是 30 A。求这块电池板的内阻。,问题与练习,20 ,电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0 时，路端电压为 4.0V。如果在外电路并联一个6.0 的电阻，路端电压是多大？如果6.0 的电阻串联在外电路中，路端电压又是多大？,问题与练习,3.72V 4.3V

8、,闭合电路中，电源的功率分配是怎样的？,理解并掌握闭合电路中的电源总功率,理解并掌握闭合电路中外电路功率,理解并掌握闭合电路中的电源效率,闭合电路中的功率和效率,电源的三个功率,电源的三个功率以及关系,电源总功率,外电路功率,外电路功率,三个功率关系,电源的输出功率随外电阻变化的讨论,电源的三个功率,输出功率：,（外电阻为纯电阻电路）,电源的效率,电源的输出功率与电源总功率的比值叫做效率,当负载为纯电阻电路时，电源的效率与负载阻值有何关系？,负载阻值越大 电源的效率越高,问题与练习,现有电动势1.5V、内阻1.0欧姆的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个“6.0V 0.6W”的用电器供电，以保证用电器在额定状态下工作。问：最少要用几节这种电池？电路还需要一个定值电阻做分压用，请计算这个电阻的规格。,提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池的内阻之和。,n 有最小值 5 。,总结,闭合电路欧姆定律：,闭合电路电势降落关系：,路端电压与电流的关系：,当外电阻增大时，电流 ，路端电压 当外电阻减小时，电流 ，路端电压,外电路断路时，R ，I = ，U