4.1 闭合电路欧姆定律（第一节）课件-高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

高二

物理组4.1闭合电路欧姆定律01ErABSR闭合电路外电路I内电路思考：一个完整的电路由哪几部分组成？想要形成电流需要哪些条件？1、一个完整的电路通常由电源、用电器、开关、导线等组成。(2)外电路:电源外部的电路开关闭合后，电路形成电流的闭合回路。(1)闭合电路(3)内电路:电源内部的电路一、闭合电路1.

电源外部，电流方向？是什么力让正电荷从高电势运动到低电势？2.电源内部，正电荷受到电场力方向（电流方向）？电场力做正功还是负功？3.

在电源内部，又是什么力让正电荷从低电势运动到高电势？静电力/电场力从负极指向正极负功非静电力问题探究电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。++++电源____+++++++正极负极非静电力4.电源内部的非静电力是由什么提供的？从正极指向负极内电路与外电路中的总电流是相同的。二、电动势1.定义：在电源内部，非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。

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/C标量4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。

它是电源的特征量。不同的电源，产生电能的机制是不同的。电动势与电压的区别与联系想一想：

电动势是电压吗？不是！三、闭合电路欧姆定律及其能量分析部分电路欧姆定律rERsIIRU实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分1.若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内,外电路中有多少电能转化为内能？Q外=I2Rt2.内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？Q内=I2rt3.电流流经电源时，在时间t内非静电力做了多少功？在时间t内，有多少化学能转化为电能？W非静电力=qE=IEt思考与讨论：4.上述各部分能量之间有什么关系？三、闭合电路欧姆定律及其能量分析rERsI根据能量守恒定律，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.W非=Q外+Q内EIt=I2Rt+I2rt

E=U外+U内E=IR+Ir说明：1.

U外=IR

是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.2.U内=Ir

是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.结论：电动势等于内外电路电势降落之和。三、闭合电路欧姆定律及其能量分析适用范围：外电路为纯电阻的电路电路中的电势变化三、闭合电路欧姆定律及其能量分析U内U外E结论：E=U外+U内ErRS++电流+电动势BDACABCDREr化学反应层◆在外电路中，沿电流方向电势降低◆在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”电路中的电势变化三、闭合电路欧姆定律及其能量分析[例1](多选题)关于电源的电动势，下面说法正确的是(

)

A.电源的电动势就是电源两极间的电压

B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大

C.电动势的数值等于内、外电路电压之和

D.电动势只由电源性质决定，与外电路无关BCD根据能量守恒定律，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.W非=Q外+Q内EIt=I2Rt+I2rt

E=U外+U内E=IR+Ir三、闭合电路欧姆定律及其能量分析闭合电路欧姆定律1.内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成_______，跟电路中内、外电阻之和成________。

2.公式：正比反比（只适用于纯电阻电路）（普遍适用）变形公式：只有外电路为纯电阻电路时三、闭合电路欧姆定律及其能量分析闭合电路欧姆定律的几种表示形式三、闭合电路欧姆定律及其能量分析[例2]

如图，R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势E和内电阻r.解：当S切换到位置l时：E=I1R1+I1r(1)当S切换到位置2时：E=I2R2+I2r(2)E=3Vr=1Ω由（1）、（2）式代入数据，有：思考：改变外电阻阻值，干路电流和路端电压会发生怎样的变化呢？E，rSRAV理论说明：1.R增大，电流减小，路端电压增大2.R减小，电流增大，路端电压减小结论：AB短路(R=0)AB断路(R→∞I=0)（1）外电路断路时:（2）外电路短路时:四、路端电压与外电阻的关系一般不允许外电路短路。3.两种特殊电路即：断路时的路端电压等于电源电动势(1)图象的函数表达式②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UIOEI短θ断路短路4.电源的外部特性曲线

——路端电压U随电流I变化的图象四、路端电压与外电阻的关系r=0=1.a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象；2.a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率表示外电阻的大小；3.a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；4.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;5.交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率；UOIIm

IEUM（I，U）βαb

aN拓展：U-I图象四、路端电压与外电阻的关系[例3]在U-I图象中，由图象作出的下列判断中，正确的是（）A.被测电池的电动势为1.5VB.被测电池的内电阻为2.0ΩC.外电路短路时的电流约为3.0AD.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小U/VI/AOAB12340.51.01.5ACD1．电源提供的功率：2．电源的输出功率：3．电源内阻上的热功率：4.供电效率:对纯电阻电路,电源的效率为:五、闭合电路中的功率和效率rERsIR增大时电源效率提高ORPrPm5.电源最大输出功率：五、闭合电路中的功率和效率输出功率：P出=P-P内=IE-I2r=IU外=I2R外（外电阻为纯电阻电路）当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。1.动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。六、闭合电路中的动态分析2.电路动态分析的两种常用方法U分

R局增大减小→R总增大减小→I总增大减小→U总增大减小→I分(1)程序法：3.一个结论：“串反并同”(1)“串反”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;(2)“并同”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。六、闭合电路中的动态分析(1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。六、闭合电路中的动态分析4.方法点拨(2)理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。课堂小结动态分析闭合电路欧姆定律E=IR+IrU＝E－IrE=U外+U内输出功率ORPrPm电动势路端电压BDAC【典例1】（多选）（2021·河北保定·高二期末）如图甲所示电路，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R1，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动，电压表、电流表的示数U和I随之发生变化，如图乙所示，U0、I0和I1均为已知，下列说法中正确的是（）A．

B．C．

D．典例分析【正确答案】BC典例分析【典例2】（多选）（2020·江西省靖安中学高二月考）在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。则（）A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为2ΩC．电阻R的阻值为1Ω D．电路消耗的总功率为6W典例分析【正确答案】ACD【典例3】（2021·山西太原·高二期末）按如图的电路连接好装置、闭合开关后，发现无论滑动变阻器的滑片移到任何位置电流表均无示数，而电压表示数接近电源的电动势。如果电路只存在一处故障，则出现故障的部位可能是（）A．电流表断路

B．开关S断路C．待测电阻Rx断路 D．滑动变阻器R断路典例分析【正确答案】C【典例4】（2021·云南丽江第一高级中学高二月考）在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（）A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大C．