【高中物理】闭合电路的欧姆定律教学课件 2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册.pptx

12.212.2闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 图图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。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？亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？导入新课导入新课一一.闭合电路闭合电路（一）闭合电路的结构：（一）闭合电路的结构：1.1.外电路：外电路：电源外部的电路电源外部的电路 由用电器、开关和导线构成。由用电器、开关和导线构成。2.2.内电路：内电路：电源内部的电路。电源内部的电路。内电阻内电阻r r：电源内部的电阻。电源内部的电阻。内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。我们可以将电源看作一个没有电阻的我们可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。理想电源与电阻的串联。新课教学新 课 教 学 在在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的方向为正电荷移动的方向，下面按正电荷的移动进行讨论。方向为正电荷移动的方向，下面按正电荷的移动进行讨论。+正极正极负极负极+-把把正电荷从负极经电源内部搬运到正电荷从负极经电源内部搬运到正极正极新 课 教 学+正极正极负极负极+-思考思考2 2：如果电源内部只如果电源内部只存在静电力，正电荷怎么移动存在静电力，正电荷怎么移动？思考思考3 3：电源内部正电荷实际怎么：电源内部正电荷实际怎么移动？移动？正极到负极正极到负极正极到负极正极到负极新 课 教 学 也就是说也就是说，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，这种，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，这种非静电力在做功，使电荷的非静电力在做功，使电荷的电势能增加电势能增加。从从能量的角度能量的角度:电源电源是通过是通过非静电力非静电力做功，把其他形式的能转做功，把其他形式的能转化为电势能的装置。化为电势能的装置。电电势势能能化化学学能能非静电力非静电力化学作用化学作用电电势势能能机机械械能能非静电力非静电力电磁作用电磁作用表征电源将其他形式能转化为电能本领的大小。表征电源将其他形式能转化为电能本领的大小。1.1.定义：定义：2.2.定义式：定义式：3.3.单位：伏特（单位：伏特（V V）4.4.物理意义：物理意义：5.5.决定因素：决定因素：牛刀小试：牛刀小试：蓄电池蓄电池E E=2V=2V，若搬运，若搬运1C1C的正电荷，非静电的正电荷，非静电力做功是多少焦耳？有多少焦耳化学能转变为电势能力做功是多少焦耳？有多少焦耳化学能转变为电势能？W W=E Eq q在物理学中，我们用在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表来表示电源的这种特性，叫作电动势，符号为示电源的这种特性，叫作电动势，符号为E E。由电源中非静电力特性决定，与外电路无关。由电源中非静电力特性决定，与外电路无关。一、电动势一、电动势二、二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律及能量分析部分部分电路电路闭合闭合电路电路部分部分电路欧姆定律电路欧姆定律负载负载外电路外电路内电路内电路用电器用电器 内阻内阻沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低内阻电势沿电流方向内阻电势沿电流方向也会降低也会降低 在闭合电路中，电流在闭合电路中，电流I跟电源电动势跟电源电动势E、内阻内阻 r 及及外电路电阻外电路电阻R之间有什么关系之间有什么关系呢？呢？rERsIW非静电力=qE=EIt1.合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能？3.电流流经内电阻r时，在时间t内转化的内能？2.电流流经外电阻R时，在时间t内转化的内能？外电路产生电热为：Q外=I2Rt内电路产生电热为：Q内=I2Rt以上各能量之间有什么关系？问题与思考二、闭合电路欧姆定律及能量分析闭合电路欧姆定律 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。rERsIW=Q外+Q内IEt=I2Rt+I2rtE=IR+Ir 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，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。适用范围：外电路为纯电阻的电路二、闭合电路欧姆定律及能量分析1.1.路端电压：路端电压：外电路两端的电压，也就是闭合电路电源两极的电压。外电路两端的电压，也就是闭合电路电源两极的电压。2.2.电源接入电路时电源接入电路时：正常工作时正常工作时，由于内电压的存，由于内电压的存在，在，U U外外E E，即电源两极的电压小于电源电动势。，即电源两极的电压小于电源电动势。电源没有接入电路时电源没有接入电路时，电源，电源两极的电压等于电源电动势两极的电压等于电源电动势。此时由于内阻此时由于内阻r r很小，电流很大，容易烧坏电源。很小，电流很大，容易烧坏电源。负载：用电器，这里指纯电阻负载：用电器，这里指纯电阻三、路端电压与负载关系三、路端电压与负载关系 图像图像 U U外外E EIrIr3.3.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。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。1.1.纵截距表示电源的电动势纵截距表示电源的电动势E E。U UI IO OE EI I短短断路断路短路短路P=UIP=UI(I(I，U)U)4.4.某点横纵坐标乘积等于外部电路消耗的电功率，也是路端电压为某点横纵坐标乘积等于外部电路消耗的电功率，也是路端电压为U U时，时，电源的输出功率。电源的输出功率。三、路端电压与负载关系三、路端电压与负载关系必必 备备 知知 识识（一）（一）闭合电路欧姆定律：闭合电路欧姆定律：（二）方法一：程序法（二）方法一：程序法确定局确定局部电阻部电阻的变化的变化分析总分析总电阻的电阻的变化变化分析总电流、分析总电流、路端电压的路端电压的变化变化根据并联分流，串联根据并联分流，串联分压，分析分压，分析固定支路固定支路中的电流、电压变化中的电流、电压变化(三三)方法二：结论法方法二：结论法“串反并同串反并同”1.1.“串反串反”：即即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电某一电阻增大时，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，反之则增大。流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。2.2.“并同并同”：即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电即某一电阻增大时，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，反之则减小。流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。三三.闭合电路动态变化分析闭合电路动态变化分析例例1 1：如图，如图，R R0 0为定值电阻，为定值电阻，R R1 1为滑动变阻器。闭合电路使为滑动变阻器。闭合电路使L L正常正常发光发光后，若将滑动片向右滑动，灯泡的亮度会如何变化？后，若将滑动片向右滑动，灯泡的亮度会如何变化？亮度降低亮度降低例例2 2：催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体，当催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体，当一氧化碳气一氧化碳气体达到一定的浓度体达到一定的浓度，传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上升、，传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上升、检检测片的电阻增加测片的电阻增加，如图所示电路中，如图所示电路中，R R为催化燃烧式气体传感器的检为催化燃烧式气体传感器的检测片。当环境一氧化碳气体达到一定浓度，会发现（）测片。当环境一氧化碳气体达到一定浓度，会发现（）A A电压表、电流表示数均减小电压表、电流表示数均减小B B电压表，电流表示数均增大电压表，电流表示数均增大C C电压表示数减小，电流表示数增大电压表示数减小，电流表示数增大D D电压表示数增大，电流表示数减小电压表示数增大，电流表示数减小D D课堂小节课堂小节闭闭合合电电路路的的欧欧姆姆定定律律电动势电动势闭合电路的闭合电路的欧姆定律欧姆定律路段电压与路段电压与负载关系负载关系内容内容定义及定义式定义及定义式物理意义及决定因素物理意义及决定因素各表达式的使用条件各表达式的使用条件表达式表达式：实验结论：当外电阻增大时，电流减小，路实验结论：当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大端电压增大 。当外电阻减小时，电流增大，。当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。路端电压减小。E=UE=U外外+U+U内内数学表达：数学表达：U=E-IrU=E-Ir