闭合电路欧姆定律课件高二上学期物理人教版22

合肥九中—隗强第十二章

电能

能量守恒定律11.2闭合电路欧姆定律

进一步认识电源

电

源：能把自由电子从电源正极搬运到电源负极（也可理解为将正电荷从电源负极搬运到电源正极），使电荷的电势能增加。

在电源内部，有从正极指向负极的电场，正电荷所受的静电力阻碍其向正极移动。为了使正电荷向正极移动，电源就提供了一种与静电力方向相反的力，使正电荷能够向正极移动，我们把电源提供的这种力叫作非静电力。

进一步认识电源从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。化学电池中的非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；发电机中的非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能……思考：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置，不同类型的电源，其转化本领是不同的，该如何比较电源非静电力做功本领呢？

一、电动势1.物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电势能的本领。2.定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。3.表达式：

4.单位：伏特，符号“V”。5.决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源的非静电力特性决定，与电源的体积和外电路的组成及变化无关。W：非静电力做的功q

：被移送的电荷量电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.

一、电动势1.物理量意义：反映了电源把其他形式的能转化为电势能的本领。2.定义：非静电力极所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。3.表达式：

4.单位：伏特，符号“V”。5.决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源的非静电力特性决定，与电源的体积和外电路的组成及变化无关。W：非静电力做的功q

：被移送的电荷量电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.

一、电动势1.物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电势能的本领。2.定义：非静电力极所做的功与所移动的电荷量之比，叫电源的电动势。3.表达式：

4.单位：伏特，符号“V”。5.决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源的非静电力特性决定，与电源的体积和外电路的组成及变化无关。W：非静电力做的功q

：被移送的电荷量电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.

二、闭合电路的组成

用电器和导线组成外电路电源内部是内电路通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。电源内部的电路可以等效为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。外电路与内电路是串联关系外电路中：正电荷在静电力的作用下由正极流向负极。这个过程中，静电力做正功，电势能减少，电势能转化为其他形式能量。（实质是自由电子从负极移动到正极，为了便于理解，按正电荷的移动进行讨论）内电路中：正电荷在非静电力的作用下由负极流向正极。这个过程中，克服静电力做功，电势能增加，其他形式能转化为电势能。(非静电力做正功)

三、闭合电路的欧姆定律

SE，rRI在时间t内，电源内部非静电力做的功为W非=Eq=EIt在时间t内，外电路消耗的能量为W外=U外

It

（若外电路为纯电阻，也可表示为

W外=

I²Rt）在时间t内，内电路消耗的能量为W内=

I²rt）根据能量守恒有

W非=W外+W内

即

EIt=U外

It+

I²rt或

EIt=I²Rt+

I²rt化简得

E=U外

+

Ir

或

E=IR+

Ir（Ir为内电路电压

，即U

内

=

Ir）

1.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3.适用条件：电流表达式适用于外电路是纯电阻的电路.

电压表达式适用于任何电路

三、闭合电路的欧姆定律

4.说明：①U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。

②U内=Ir是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。

练习、如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(理想电表)的读数分别为1.6V和0.4A，当S

断开时，它们的示数变为1.7V和0.3A，则电源的电动势和内阻各为多少？解析：当S

闭合时，R1和R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U2＝E－I2r②联立①②，代入数据解得E＝2

V，r＝1Ω。观察视频中小灯泡的亮暗情况，并试着解释其原因。思考：1.小灯泡两端的电压与路端电压

U外有何关系？2.小灯泡并联的越多，负载电阻（外电路总电阻）越大还是越小？3.请根据闭合电路的欧姆定律U外

=E-Ir

解释小灯泡并联的越多，小灯泡

越暗的原因

四、路端电压与负载的关系

结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）★两个特例：②外电路短路时①外电路断路时R→∞，I=0，U外=ER=0，I=E/r，U外=0②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。①在纵轴上的截距表示电源的电动势E

2.图象的物理意义路端电压U随电流I变化的图象EUIOI短θ断路短路1.图象的函数表达式

四、路端电压与负载的关系

【例】(多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示，下列结论正确的是(

AD

)A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3A时的外电阻是18Ω由于闭合电路中内、外电路的电流相等1．电源提供的总功率（电源功率）：P总=EI

2．电源的输出功率（外电路得到的功率）P外=U外I

3．电源内阻上的热功率P内=U内I

=I2r（外电路可以是任何电路）

五、闭合电路中的功率

ORP出Pmr4.外电路为纯电阻电路时，电源的输出功率(外电路功率)与外电阻R的关系：电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。结论：电源的效率随外电阻的增大而增大5.电源的工作效率对纯电阻电路，电源的效率为：非纯电阻电路最大输出功率和效率又是如何变化？思考与讨论？【例3】如图所示，已知电源电动势E=5V，内阻r=2Ω，定值电阻R1Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0~8Ω。①当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大输出功率是多少？②当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？③当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？思考：若电阻R1=8Ω，各结果又是怎样？Ω；当R2=0时I最大，P1max=2W（1）0Ω；2W（2）0Ω；2W（3）8Ω；Ω；【思考】在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路的总电流、路端电压如何变化？通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化，它们两端的电压如何变化？

六、闭合电路的动态分析

R3增大R总增大I总减小U内减小U外增大U1减小U3U2增大I2增大，I3减小闭合电路动态问题的分析方法1——程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析

六、闭合电路的动态分析

【例1】电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成图所示的电路.当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是（

C

）A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表A1读数减小，A2读数增大D.电压表读数减小，电流表A1读数增大，A2读数减小

六、闭合电路的动态分析

图中滑片P向右滑动时，R3的阻值

，R1的电流

，电压

；R2的电流

，电压

。闭合电路动态问题的分析方法2——串反并同法（电源要有内阻）“串反”：某一电阻增大（或减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的

电流、两端电压、电功率都将减小（或增大）“并同”：某一电阻增大（或减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的

电流、两端电压、电功率都将增大（或减小）【例】如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则(A)

A.电灯L更亮，安培表的示数减小

B.电灯L更亮，安培表的示数增大

C.电灯L变暗，安培表的示数减小

D.电灯L变暗，安培表的示数增大【思考】在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（

B

）A.L变暗，Q增大B.L变暗，Q减小C.L变亮，Q增大D.L变亮，Q减小

七、含电容器电路的分析

1.直流电路稳定时的等效处理方法：①电容器：相当于无穷大电阻，看成断路，作等效电路时可先把它去掉②与电容器串联的电阻：两端无电压，相当于导线。③与电容器并联的电阻：电容器端电压与并联电阻端电压相等。2.电路稳定时，电容器所带电荷量Q一定。

求Q的方法：先求与电容器并联的电阻两端电压U，