教科版高中物理选修3-1 第二章 直流电路《2.4 电源电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》课件(共35张PPT)

1、电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 高高 峰峰第二章第第二章第4 4节节 ababcdbdac电源是什么？电源是什么？类类 比比n电源是一种通过非静电力做功把其它形式能转电源是一种通过非静电力做功把其它形式能转化为电能的装置。化为电能的装置。n电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。电能；保持导体两端有持续的电压。n定义：在电源内部非静电力将正电荷从电源负定义：在电源内部非静电力将正电荷从电源负极移送到电源正极所做的功极移送到电源正极所做的功W跟所移送的电荷跟所移送的电荷量量q的比值叫做电

2、动势。即的比值叫做电动势。即n物理意义：电动势是表示电源把其他形式的能物理意义：电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。转化为电能本领的物理量。一、电动势一、电动势qWE 电动势在数值上等于在电源内部非静电动势在数值上等于在电源内部非静电力把单位正电荷从电源的负极移到电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。正极所做的功。n单位：单位： V， J/C 1V=1J/Cn性质：标量性质：标量n特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。即电动势由电

3、源本身决定。外电路的情况无关。即电动势由电源本身决定。n内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。n电源的电动势和内阻一般是定值。有些电源经电源的电动势和内阻一般是定值。有些电源经过较长时间其内阻会变大，但电动势几乎不变。过较长时间其内阻会变大，但电动势几乎不变。生活中的电池生活中的电池太阳能电池太阳能电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池电池的容量电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量，单位电池放电时能输出的总电荷量，单位通常是安培小时（通常是安培小

4、时（Ah）或毫安小时（）或毫安小时（mA h）。）。二、电路的组成二、电路的组成 外电路：外电路：电源外部的电路，包括用电电源外部的电路，包括用电 器、导线等器、导线等. .外电阻：外电阻：外电路的总电阻外电路的总电阻. . 内电阻：内电阻：内电路的电阻，通常就是电源内电路的电阻，通常就是电源 的内阻的内阻. .内电路：内电路：电源内部的电路电源内部的电路. . 闭合电路：闭合电路：外电路和内电路构成外电路和内电路构成 在外电路中，电流方向由正极流向负极，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。沿电流方向电势降低。 在内电路中，即在电源内部，通过非静电在内电路中，即在电源内部，

5、通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。方向为负极流向正极。 内电路与外电路中的总电流是相同的。内电路与外电路中的总电流是相同的。三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律从电势升降的角度从电势升降的角度1.1.理论推导理论推导IrIRUUE内外rREI从能量转化的角度从能量转化的角度rtIRtIEItEqW22rREI2.2.内容及表达式内容及表达式闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、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。外电路的电阻之和成反比。rREI3.3.适用条件适用条件外电路是外电路

6、是纯电阻纯电阻的电路的电路. . 4.4.内电压和外电压（路端电压）内电压和外电压（路端电压）n外电压是外电路上总的电势外电压是外电路上总的电势降落，习惯上叫降落，习惯上叫路端电压路端电压. 当外电路为纯电阻电路时，有当外电路为纯电阻电路时，有 U外外=IR R为外电路总电阻为外电路总电阻n内电压是内电路上的电势降内电压是内电路上的电势降落，习惯上叫落，习惯上叫内电压内电压.n无论外电路如何连接，内外无论外电路如何连接，内外电路是串联关系，即关系电路是串联关系，即关系 E=U外外+U内内 总成立。总成立。及时巩固及时巩固1. 如图，如图，R1=14，R2=9,当开关处于位置当开关处于位置1时时

7、,理理想电流表读数想电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置；当开关处于位置2时时,电流电流表读数表读数I2=0.3A求电源的电动势求电源的电动势E和内电阻和内电阻r。1AR1R22Er及时巩固及时巩固 3.如图，如图，R0.8，当开关，当开关S断开时电压表（可断开时电压表（可视为理想电表）的读数为视为理想电表）的读数为1.5V；当开关；当开关S闭合时闭合时电压表的读数为电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电则该电源的电动势和内电阻分别为多少阻分别为多少?四、路端电压和负载的关系四、路端电压和负载的关系课本活动课本活动探究小灯泡变暗的原因探究小灯泡变暗的原因R R增大，电流减小，内电压减

8、小，增大，电流减小，内电压减小，路端电压增大路端电压增大R R减小，电流增大，内电压增大，减小，电流增大，内电压增大，路端电压减小路端电压减小U外外=I R外外=ER外外+r R外外=E1+rR外外当外电路断开时当外电路断开时, R外外, U外外=E当外电路短路时当外电路短路时, R外外=0, U外外=0，I短短=E/r 很大，很大，一般情况下不允许外电路短路。一般情况下不允许外电路短路。五、路端电压和电流的关系五、路端电压和电流的关系IrEU 数形结合数形结合纵截距表示电动势纵截距表示电动势横截距表示短路电流横截距表示短路电流斜率斜率k=r 六、闭合电路的动态分析问题六、闭合电路的动态分析问

9、题答案：答案：A答案：答案：AC 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。都发生变化。 讨论依据是：讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。 思路思路: : 及时巩固及时巩固 1.1.如图所示电路如图所示电路, ,当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片P P向上移动时向上移动时, ,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化判断电

10、路中的电压表、电流表的示数如何变化? ?V1示数增大示数增大V2示数增大示数增大A示数减小示数减小 2.在如图电路中，闭合电键在如图电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动，当滑动变阻器的滑动触头触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用化，电表的示数分别用I、U1、U2和和U3表示，电表示表示，电表示数变化量的大小分别用数变化量的大小分别用I、U1、U2和和U3表表示下列比值正确的是示下列比值正确的是 （ ） A.U1/I不变，不变，U1/I不变不变 B.U2/I变大，变大，U2/I变大变大 C.U2/I变大，变大，U2/I不变不变

11、 D.U3/I变大，变大，U3/I不变不变 答案：答案：ACD七、含有电容器的直流电路七、含有电容器的直流电路举例举例如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势E=12伏，内阻伏，内阻r=1欧，欧，电阻电阻R1=3欧，欧，R2=2欧，欧，R3=5欧，电容器的电容欧，电容器的电容C1=4F，C2=1F，求，求C1、C2所带电量。所带电量。 Q1=1.610-5库库 Q2=10-5库库及时巩固及时巩固 如图所示的电路中，已知电容如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻，电阻R1R2，电源内阻可忽略不计，当开关电源内阻可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中接通时，以下说法中正确的有正确的有 （ ）

12、A. C1的电量增多，的电量增多，C2的电量减少的电量减少 B. C1的电量减少，的电量减少，C2的电量增多的电量增多 C. C1、C2的电量都增多的电量都增多 D. C1、C2的电量都减少的电量都减少答案：答案：D八、电路故障分析问题八、电路故障分析问题举例举例 如图所示的电路中，闭合电键，灯如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯变亮，灯L2变暗，电流变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ） A. R1断路断路 B. R2断路断路 C. R3短路短路 D. R4短路短路答案：答案：AAL2R2R3R1R4L1E，rAL2R2R3R1R4L1AL1R1R2R3R4L2等效