闭合电路欧姆定律课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章

：第2节闭合电路欧姆定律01闭合电路02电源的概念04路端电压与负载的关系05闭合电路欧姆定律03电动势11课后练习及总结07电源的功率与效率08电路动态的分析06电池组的串并联09含电容器直流电路10电路故障分析一、闭合电路

如图，由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。

用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。rERK内电路外电路闭合电路1、闭合回路的电流方向

外电路中：正极→负极

内电路中：负极→正极

I内=I外（内、外电路电流相等）2、电路中的电势变化情况（1）在外电路中

沿电流方向电势降低。（2）在内电路中①存在内阻，沿电流方向电势也降低；

②沿电流方向存在电势“跃升”。二、电源的概念1、电源外部，正电荷从正极移动到负极。2、电源内部，存在由正极指向负极的电场。在这个电场中，静电力阻碍正电荷向正极移动。因此，在电源内部，要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行，我们把这种力叫作非静电力。

3、电源内部能量情况

电源内部非静电力克服电场力做功，把其他形式的能转化为电势能。4、从能量角度看电源

从能量角度，电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置。5、不同电源非静电力做功的本领不同。这里可以把电源看成抽水机，如下图。抽水机增加水的重力势能

不同的抽水机抽水的本领(举起高度)不同，使单位质量的水所增加的重力势能不同。电源增加电荷的电势能

不同的电源非静电力做功的本领不同使单位正电荷所增加的电势能不同6、电源重要参数（1）电源电动势：E（2）电源的内阻

电源内部导体的电阻，用符号r表示。（3）电池的容量

电池放电时能输出的总电荷量。

单位：安·时(A·h)毫安·时(mA·h)

与电流和时间相关。三、电动势1、定义

在物理学中，非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值叫作电动势。

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。2、定义式W：非静电力做的功

q

：电荷量3、单位

伏特（V）1V=1J/C4、标量5、物理意义

反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小6、特点

由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关,跟电源外部电路无关。电动势E电势差U物理意义非静电力做功，其他形式的能转化为电能静电力做功，电能转化为其他形式的能定义式E=W/q，W为非静电力做的功U=W/q，W为静电力做的功单位伏特（V）联系①E=U内+U外②电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差四、闭合电路欧姆定律1、闭合回路中的能量转化关系（1）若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中电能转化为内能：（2）内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，一部分电能转化为内能：（3）电流流经电源时，在时间t内非静电力做功：（4）由能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。2、闭合电路欧姆定律公式（1）表述

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）说明：IR=U外

外电路上总的电势降落，习惯上叫外电压（或路端电压）Ir=U内

内电路上的电势降落，习惯上叫内电压（3）常用形式E=U外+Ir=U外+U内（一切电路）五、路端电压跟负载的关系1、路端电压即外电压，也是电源两极间的电压2、影响条件R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小

3、电源的外特性曲线（即电源的U-I图像）

路端电压U随电流I变化的图象。（1）纵截距---电动势E

（2）横截距---短路电流I短（3）斜率的绝对值---内阻r4、两个特例（1）外电路断路时（2）外电路短路时

六、电池组的串并联1、串联2、并联七、电源的功率与效率1、功率（1）电源的功率（电源的总功率）

（2）电源的输出功率

（3）电源内部消耗的功率2、电源的效率（纯电阻电路）3、电源的输出功率（纯电阻电路）

当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为八、电路的动态分析1、原理

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、电压都发生变化。2、依据

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。3、口诀

串反并同（前提：电源有内阻）（1）串反

与阻值发生变化的电阻串联的所有用电器的电压、电流和电功率都与该电阻变化情况相反。（1）并同

与阻值发生变化的电阻并联的所有用电器的电压、电流和电功率都与该电阻变化情况相同。九、含电容器直流电路1、在直流电路中，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，一旦电路达到稳定状态，在电容器处电路看作是断路。2、电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降落，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。3、当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。4、电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电。电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以可以根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。5、如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。十、电路故障分析1、断路（1）特点

电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差。（2）造成的结果

电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大。2、短路（1）特点

被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过。（2）造成的结果

电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大。1、下列闭合电路的说法中，错误的是（

）A、电源短路时，路端电压等于电动势B、电源短路时，路端电压为零C、电源断路时，路端电压最大D、电源的负载增加时，路端电压也增大当堂训练A2、如图所示，已知电源电动势E＝20V，内阻r＝1Ω，当接入固定电阻R＝4Ω时，电路中标有“3V4.5W”的灯泡L和内阻r′＝0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求(1)电路中的电流强度？(2)电动机的额定工作电压？(3)电源的总功率？1.5A9.5V30W3、在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r。L1、L2是两个小灯泡，闭合S后，两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向右滑动时，会出现（

）A、L1变暗L2变暗B、L1变亮L2变暗C、L1变亮L2变亮D、L1变暗L2变亮D4、(多选)如图所示为某一电的U－I图象，由图可知（）A、电源电动势为2VB、电源内阻为1/3ΩC、外电路短路时电流为6AD、电路路端电压为1V时，电路中电流为5AAD5、已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求：（1）电源的最大输出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率。ErR2R1（1）

2.25W（2）

2W（3）1.5W6、（多选）已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（

）A、增大R1

B、增大R2C、增大R3

D、减小R1CD7、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）A、a灯灯丝烧断B、电阻R2断C、电阻R2短路 D、电容被击穿短路B