【高中物理】闭合电路的欧姆定律课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

新课导入：如图所示的小灯泡规格都相同，两个电路中的电池也相同。实验发现多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？②内电路：①外电路：新知讲解：一、闭合电路1.闭合电路：由导线、电源、用电器连成的电路叫做闭合电路。电源内部是内电路。ERS用电器和导线组成外电路。外电路内电路③在电源内部，正电荷受到静电力方向？②在电源内部，电场方向如何？①在外电路中，正电荷将怎样移动？新知讲解：二、电动势规定正电荷定向移动的方向为电流的方向…思考1：电源是怎样把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运至正极？++++电源____++++++正极负极④在电源内部，正电荷将怎样移动？⑤什么力来克服静电力做功？从正极到负极从正极指向负极从正极指向负极从负极到正极非静电力+新知讲解：二、电动势1.电源：(1)定义：通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置。++++电源____++++++正极负极+(2)能量转化关系：电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能；电源外部，静电力做正功，把电势能转化为其他形式的能。思考2：电源内部的非静电力是由什么提供的？思考3：不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？新知讲解：二、电动势E2.电动势：(1)物理意义：反应电源非静电力做功的本领大小。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫做电动势。(3)公式：

电动势非静电力做的功（J）移动的电荷量（C）比值定义式(4)单位：伏特符号：V标量，只有大小，没有方向。由电源本身特性决定的，与外电路无关，与电源体积无关。新知讲解：二、电动势

W表示电源内部非静电力做功。W表示电源外部电场力做的功。E

反映的是电源的特性

U

反映的是电场的特性注意：电动势与电压有本质上的区别，不能认为电动势就是电压。电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极的电压。(5)公式的理解：1.一台发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为(

)A.6V B.360V C.120V D.12V课堂练习：A

新知讲解：三、闭合电路欧姆定律及其能量分析

部分电路的欧姆定律：适用于纯电阻电路

在内电路中，电流方向为负极流向正极，沿电流方向电势升中有降。在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势逐渐降低。BACDII++++内电路____++++++正极负极+外电路

新知讲解：三、闭合电路欧姆定律及其能量分析A为电源正极，B为电源负极。设电源电动势为E

，电源内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I。电流做功其它形式的能化学能电能非静电力做功

根据能量守恒定律，有

即：

新知讲解：三、闭合电路欧姆定律及其能量分析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。2.公式：

适用于纯电阻电路外电路的电阻电源的电动势电源的内阻闭合电路的电流

适用于任何电路电源电动势等于内、外电路电势降落之和。表达式物理意义适用条件电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路E＝I(R＋r)

①E＝U外＋Ir

②E＝U外＋U内

③电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路；②、③式普遍适用EIt＝I2Rt＋I2rt④W＝W外＋W内

⑤电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和④式适用于纯电阻电路；⑤式普遍适用新知讲解：三、闭合电路欧姆定律及其能量分析2.在如图所示的电路中，R1＝20Ω，R2＝10Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1＝0.20A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2＝0.30A，求电源的电动势和内电阻。课堂练习：解析:设电源的电动势为E，内阻为r根据闭合电路欧姆定律列出方程：E＝I1R1＋I1r···①E＝I2R2＋I2r···②代入数据，解得

E＝6V，r＝10Ω利用闭合电路的欧姆定律公式求解电源电动势E和内阻r3.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，电源的电动势和内阻各为多少？课堂练习：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：E＝U1＋I1r

代入数据得：E＝1.6＋0.4r

···①当S断开时，只有R1接入电路，

由闭合电路欧姆定律得：E＝U2＋I2r

代入数据得：E＝1.7＋0.3r

···②联立①②得：E＝2V，r＝1Ω新知讲解：傍晚是每一天用电高峰时段，但是灯光比较暗；而在夜深人静的时候，灯光特别亮，这是为什么？在家使用电器时，打开大功率的空调后，会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又会马上亮起来，这是为什么？注：空载（外电路断路或开路）新知讲解：四、路端电压与负载的关系E、rSR1AVR0负载1.路端电压：负载：外电路的用电器外电路的电压思考4：当外电路的电阻增大（或减少）时，电流变化？路端电压变化？

新知讲解：四、路端电压与负载的关系2.电源一定时，电流、内电压、路端电压随外电阻变化情况分析：

断路短路短路电流开路电压新知讲解：四、路端电压与负载的关系3.路端电压U

随电流I

变化的图象②横轴截距表示短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻①纵轴截距表示开路电压（电源电动势）U=E

内阻越大，图线倾斜得越厉害UIO电源的U―I

图象EI短UIO电阻的U―I

图象利用闭合电路的U―I图像求解电源电动势E和内阻rk=R4.两个电源的U－I图像如图所示，从图像中可以看出()A.电池a的电动势较大，内电阻较大B.电池a的电动势较小，内电阻较小C.电池b的电动势较小，内电阻较大D.电池b的电动势较大，内电阻较小解析：根据闭合电路欧姆定律知

U＝E－Ir，故

U－I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a的电动势较大，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故

a的内阻较大，故A正确，B、C、D错误。课堂练习：A5.电路图如图甲所示，若电阻R阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线如图乙所示。求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率。课堂练习：解析：(1)由图线可知，E＝4V

斜率的绝对值表示电源的内电阻，有r＝1Ω(2)由图可知，路端电压是3V(3)电源的输出功率

P＝UI＝3×1W＝3W新知讲解：补充：五、闭合电路的动态分析方法闭合电路动态分析的思路：分清电路结构局部电阻变化总电阻变化总电流变化路端电压变化各分部电流、电压变化闭合电路动态分析的几种方法：(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即(2)秒杀法：R局增加减少R总增加减少I总增加减少U外增加减少I局U局六表模型：新知讲解：SR1E、rV1V3A3A2V2R2R3A1“串反并同”补充：五、闭合电路的动态分析方法1.变化分析：I1U1U2U3I3I2“并同”：某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的I、U、P都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的I、U、P都将减小。“串反”：某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的I、U、P都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的I、U、P都将增大。新知讲解：补充：五、闭合电路的动态分析方法“串反并同”的理解：六表模型：新知讲解：SR1E、rV1V3A3A2V2R2R3A1补充：五、闭合电路的动态分析方法2.变化量分析：(1)ΔU2

ΔU3

ΔU1

ΔU3(2)ΔI2

ΔI3

ΔI2

ΔI1<<>>3.变化率分析：（转化为电阻）

不变新知讲解：补充：六、闭合电路的功率问题1.各部分功率分析：①电源的总功率：②电源内部消耗的功率：③电源的输出功率：P总=EIP出=UIP内=I2r=I2R2.纯电阻电路中电源的输出功率：P出=UI=I2R

E、rSRVA新知讲解：补充：六、闭合电路的功率问题

2.纯电阻电路中电源的输出功率：(2)当R<r时，随R的增大，输出功率越来越大。(3)当R>r时，随R的增大，输出功率越来越小。(1)电源的最大输出功率：

(4)当P出<Pm时，该输出功率下对应两种阻值，有R1·R2=r2。

新知讲解：补充：六、闭合电路的功率问题4.非纯电阻电路中电源的输出功率：P出=UI=(E－Ir)I

=EI－I2r

5.电阻R的最大功率求解方法：电源输出功率最大时，机械效率η＝50%。当R→∞时，η→100%，此时P出→0，无实际意义。3.电源的效率：

6.如图所示的电路中，电源电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：(1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？课堂练习：

新知讲解：补充：七、等效电源法SRErR0等效新电源E′r′等效电动势：E′=等效电阻：r′=短路电流：I短=E

r+R0求R的最大功率：

新知讲解：补充：七、等效电源法SRErR0等效新电源E′r′等效电动势：E′=等效电阻：r′=短路电流：I短=

求R的最大功率：

新知讲解：补充：八、含容电路的分析与计算1.电路稳定后，含容支路无流，视为断路，所以与电容器串联的电阻不分压，该电阻视为导线；2.电路稳定后，电容器的电压与其并联电阻的电压相同；3.电路的电流、电压变化，会引起电容器的充、放电，由公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。7.电源电动势E＝10V，不计内阻，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求闭合S后，稳定时通过R1的电流，

电容C两端的电压。解析：1A

6V8.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