2-2,2-3电动势欧姆定律.ppt

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1、2.2 2.2 电电 动动 势势正极正极负极负极电源电源1 1、在外电路中，电场方向、在外电路中，电场方向是怎样的？是怎样的？负电荷在外电路如何移动？负电荷在外电路如何移动？电流方向是怎样的？电流方向是怎样的？2 2、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？如何？3 3、电源把负电荷从电源的正极搬到负极，静电力充、电源把负电荷从电源的正极搬到负极，静电力充当动力还是阻力当动力还是阻力? ?做正功还是负功？做正功还是负功？4 4、什么力来克服静电力做功？从能量转换的角度看，、什么力来克服静电力做功？从能量转换的角度看，电源的作用是什么？电源的作

2、用是什么？1 1、从能量转换的角度外电路、从能量转换的角度外电路: : 静电力做正功静电力做正功, ,把把电势能转化为其他电势能转化为其他形式的能形式的能2 2、从能量转换的角度看电源、从能量转换的角度看电源: : 通过通过非静电力做功非静电力做功把把其他形式的能转其他形式的能转化为电势能化为电势能的的装置。装置。电池电池: :非静电力是化学作用非静电力是化学作用, ,它使化学能转化为电势能它使化学能转化为电势能发电机发电机: :非静电力的作用是电磁作用非静电力的作用是电磁作用, ,它使机械能转化为电势能它使机械能转化为电势能一、电源的作用1.1.数值上数值上等于等于非静电力把非静电力把1C的

3、正电荷的正电荷在电源内在电源内部从负极移送到正极部从负极移送到正极所做的功。所做的功。二、电动势二、电动势2.2.公式：公式：EWq3.3.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能电能本领的大小（非静电力做功的本领大小）本领的大小（非静电力做功的本领大小） 说一说：说一说：电动势是电动势是1.5V1.5V的物理意义是什么？的物理意义是什么？伏特伏特 V V 1V=1J/C1V=1J/C4 4、单位：、单位：6 6、标量、标量5 5、特点：电动势由电源中非静电力的特、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与性决定，跟电源的体积、形

4、状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。是否联入电路及外电路的情况无关。7 7、内阻：电源内部也是由导体组成的，、内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻也有电阻r r，叫做电源的内阻，它是电源，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数的另一重要参数二、电动势二、电动势电动势与电压的区别电动势与电压的区别电动势：电动势：W W表示非静电力做功，其他形式的能转化为电能表示非静电力做功，其他形式的能转化为电能E EW/qW/q表示移动单位正电荷消耗的形式能表示移动单位正电荷消耗的形式能 反映电源把其它形式能转化为电能的本领。反映电源把其它形式能转化为电能的本领。E E表征表征电源电源的性质的性质电

5、压：电压：W W表示电场力做功，电能转化为其他形式的能表示电场力做功，电能转化为其他形式的能U UW/qW/q表示移动单位正电荷消耗的电势能。表示移动单位正电荷消耗的电势能。 反映把电势能转化为其它形式能的本领。反映把电势能转化为其它形式能的本领。U U表征表征电场电场的性质。的性质。电动势与电压的联系电动势与电压的联系电动势的大小等于电动势的大小等于没有接入电路没有接入电路时两极间的电压时两极间的电压单位都是单位都是V外外内内UUE 三、生活中的电池三、生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池1.5v铅蓄电池铅蓄电池2v锂电池锂电池3v或或3.6v锌汞电池锌汞电池1.2v 电池放电时能输出的

6、电池放电时能输出的总电荷量总电荷量，通常，通常以安培小时（以安培小时（AhAh）或毫安小时（）或毫安小时（mAmA h h）做单位。做单位。影响电源的参数影响电源的参数 电池的容量电池的容量:内阻内阻r r电动势电动势E E容量容量A.A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加非静电力做功，电能增加B.B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大力做功越多，电动势就越大C.C.电动势越大，说明非静电力在电源内部电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多从负极向正极移

7、送单位电荷量做功越多D.D.电动势越大，说明非静电力在电源内部电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多1 1、关于电动势，下列说法正确的是（、关于电动势，下列说法正确的是（ ）课堂训练课堂训练A.A.电路中每通过电路中每通过1C1C的电量，电源把的电量，电源把2J2J的化的化 学能转变为电能学能转变为电能B.B.蓄电池未接入电路时两极间的电压为蓄电池未接入电路时两极间的电压为2V2VC.C.蓄电池在蓄电池在1s1s内将内将2J2J的化学能转变成电能的化学能转变成电能D.D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一蓄电池将化学能转变为电

8、能的本领比一节干电池（电动势为节干电池（电动势为1.5V1.5V）强）强2 2、铅蓄电池的电动势为、铅蓄电池的电动势为2V2V，这表示（，这表示（ ）课堂训练课堂训练 电子点火器用的是电子点火器用的是1 1号干电池，袖珍号干电池，袖珍收音机用的是收音机用的是7 7号干电池，新的号干电池，新的1 1号干电池号干电池和和7 7号干电池的电动势是否相同？内阻是号干电池的电动势是否相同？内阻是否相同？否相同？问题与练习问题与练习1 1 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流为为0.3A0.3A，在某次接通开关的，在某次接通开关的10S10S内，一节干电内，一节干电池中

9、有多少化学能转化为电能？池中有多少化学能转化为电能？ 问题与练习问题与练习2 2如果如果E=3VE=3V，I=2A=2A，请具体说明，请具体说明EIEI的含义的含义。问题与练习问题与练习3 3 某个电动势为某个电动势为E E的电源工作时，电流为的电源工作时，电流为I I，乘积乘积E EI的单位是什么？从电动势的意义来考的单位是什么？从电动势的意义来考虑，虑，E EI表示什么？表示什么？2.3 2.3 欧姆定律欧姆定律设计实验研究导体两端的电压与电流的关系设计实验研究导体两端的电压与电流的关系1.1.实验器材的选择实验器材的选择 测电压测电压电压表电压表 测电流测电流电流表电流表电源、开关、导线

10、、用于研究的导体电源、开关、导线、用于研究的导体滑动变阻器滑动变阻器2.2.实验电路的设计实验电路的设计AVESRA测量电路：伏安法测量电路：伏安法控制电路：分压电路控制电路：分压电路 可以提供从零开始连可以提供从零开始连续变化的电压续变化的电压设计实验研究导体两端的电压与电流的关系设计实验研究导体两端的电压与电流的关系1.1.实验器材的选择实验器材的选择 测电压测电压电压表电压表 测电流测电流电流表电流表电源、开关、导线、用于研究的导体电源、开关、导线、用于研究的导体滑动变阻器滑动变阻器2.2.实验电路的设计实验电路的设计AVESRAVESRAAVESRAAVESRA3.3.实验数据的记录实

11、验数据的记录U/VI/A4.4.实验数据的分析实验数据的分析利用描点作图的方法利用描点作图的方法来分析数据最为直观来分析数据最为直观U/VI/AOABR=UI演示电电 阻阻 导体两端的电压与通过导体的电导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。流大小的比值。3 3、公式：、公式：4 4、单位：、单位：2 2、物理意义：、物理意义：1、定义：、定义：兆欧（兆欧（ M M ）千欧（千欧（k k ）国际单位制中国际单位制中 欧姆（欧姆（）反映了导体对电流的阻碍作用反映了导体对电流的阻碍作用IUR 只跟导体本身性质有关，与电流无关只跟导体本身性质有关，与电流无关欧欧 姆姆 定定 律律一一.欧姆定律欧姆

12、定律1.内容：导体中的电流跟导体两端的电内容：导体中的电流跟导体两端的电压压U成正比，成正比， 跟导体的电阻跟导体的电阻R成反比成反比2.关系式：关系式：I=UR3. .适用范围适用范围: :只适用于只适用于金属和电解液导电金属和电解液导电，不适用于气态导体和半导体不适用于气态导体和半导体二二.导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线1.实际应用中常用纵轴表示电流实际应用中常用纵轴表示电流I，横轴表示电，横轴表示电压压U，从而反映导体的电压与电流的关系，从而反映导体的电压与电流的关系3. 线性元件线性元件 非线性元件非线性元件:U/VI/AOBAU/VI/AO2.伏安特性曲线中的倾斜程度（与原点连

13、线的斜率）伏安特性曲线中的倾斜程度（与原点连线的斜率）表示电阻的大小表示电阻的大小欧欧 姆姆 定定 律律一一.欧姆定律欧姆定律电流与电压电流与电压不成正比不成正比电流与电压电流与电压成正比成正比金属导体，温度没有显著变化时二极管的电流与电压不成正比，是非线性元件二极管的电流与电压不成正比，是非线性元件二极管加二极管加正向电压正向电压时，电压越高，电流随电压的变化越快时，电压越高，电流随电压的变化越快二极管加二极管加反向电压反向电压时，一般电压下电流为零表示不导通，时，一般电压下电流为零表示不导通，当电压达到一定值时，电流迅速增大，这是反向击穿现象。当电压达到一定值时，电流迅速增大，这是反向击穿

14、现象。正向电压正向电压/V/V反向电压反向电压/V/V0.50.52020404010010020020030030020201010正向电流正向电流/mA/mA反向电流反向电流/mA/mA某晶体二极管的伏安特性曲线某晶体二极管的伏安特性曲线D. D. 从从 可知，导体两端的电压为零时，可知，导体两端的电压为零时， 导体的电阻也为零导体的电阻也为零RUI/IUR/IRU IUR/对于欧姆定律，理解正确的是（对于欧姆定律，理解正确的是（ ）A. A. 从从 可知，导体中的电流跟加在它可知，导体中的电流跟加在它 两端的电压成正比，跟它的电阻成反比两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B. B. 从从

15、可知，导体的电阻跟导体两端可知，导体的电阻跟导体两端 的电压成正比，跟导体中的电流成反比的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. C. 从从 可知，导体两端的电压随电阻可知，导体两端的电压随电阻 的增大而增大的增大而增大课堂训练课堂训练A A 欧姆定律是电学基本定律之一，在有稳恒电流通过的电路中，欧姆定律是电学基本定律之一，在有稳恒电流通过的电路中，电流和电压（电动势）与电阻间的依存关系。欧姆定律的发现源电流和电压（电动势）与电阻间的依存关系。欧姆定律的发现源于德国。发现者欧姆是安培电学研究的继承人。他最初的实验，于德国。发现者欧姆是安培电学研究的继承人。他最初的实验，是着重研究各种不同金属丝导

16、电性的强弱。他用各种不同的代替，是着重研究各种不同金属丝导电性的强弱。他用各种不同的代替，来观察磁针的偏转角，并于来观察磁针的偏转角，并于1822年发现了电学上的一个很重要的年发现了电学上的一个很重要的公式：电流等于电动势除以电阻。这就是欧姆定律。这一定律可公式：电流等于电动势除以电阻。这就是欧姆定律。这一定律可表示为两种形式：一是部分电路的欧姆定律，通过部分电路的电表示为两种形式：一是部分电路的欧姆定律，通过部分电路的电流，等于该部分电路两端的电压，除以该部分电路的电阻，即流，等于该部分电路两端的电压，除以该部分电路的电阻，即I=U/R。二是全电路的欧姆定律，即通过闭合电路的电流，等于。二是

17、全电路的欧姆定律，即通过闭合电路的电流，等于电路中电源的电动势，除以电路中的总电阻，即电路中电源的电动势，除以电路中的总电阻，即I=E/(R+r)。欧姆。欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算带来了很大的方便。人们为定律及其公式的发现，给电学的计算带来了很大的方便。人们为了纪念他，将电阻的单位定为了纪念他，将电阻的单位定为“欧姆欧姆”，简称，简称“欧欧”。 乔治乔治西蒙西蒙欧姆欧姆(Georg Simon Ohm,17871854年年)是是德国德国物理物理学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。欧姆的父亲是一个技术熟学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。欧姆的父亲是一个技术熟练的练的锁匠锁匠，对，对哲学哲学和和数

18、学数学都十分爱好。欧姆从小就在父亲的教育都十分爱好。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学并受到有关下学习数学并受到有关机械机械技能的训练，这对他后来进行研究工技能的训练，这对他后来进行研究工作特别是自制仪器有很大的帮助。欧姆的研究，主要是在作特别是自制仪器有很大的帮助。欧姆的研究，主要是在18171827年担任中学物理教师期间进行的！年担任中学物理教师期间进行的！ 1805年，欧姆进入爱尔兰大学学习，后来由于家庭经济困难，年，欧姆进入爱尔兰大学学习，后来由于家庭经济困难，于于1806年被迫退学。通过自学，他于年被迫退学。通过自学，他于1811年又重新回到爱尔兰大年又重新回到爱尔兰大学，顺利地取得了

19、博士学位。大学毕业后，欧姆靠教书维持生活。学，顺利地取得了博士学位。大学毕业后，欧姆靠教书维持生活。从从1820年起，他开始研究年起，他开始研究电磁学电磁学。 欧姆的研究工作是在十分困难的条件下进行的。他不仅要忙欧姆的研究工作是在十分困难的条件下进行的。他不仅要忙于教学工作，而且图书资料和仪器都很缺乏，他只能利用业余时于教学工作，而且图书资料和仪器都很缺乏，他只能利用业余时间，自己动手设计和制造仪器来进行有关的实验。间，自己动手设计和制造仪器来进行有关的实验。1826年，欧姆年，欧姆发现了电学上的一个重要定律发现了电学上的一个重要定律欧姆定律，这是他最大的贡献。欧姆定律，这是他最大的贡献。这个

20、定律在我们今天看来很简单，然而它的发现过程却并非如一这个定律在我们今天看来很简单，然而它的发现过程却并非如一般人想象的那么简单。欧姆为此付出了十分艰巨的劳动。在那个般人想象的那么简单。欧姆为此付出了十分艰巨的劳动。在那个年代，人们对电流强度、电压、电阻等概念都还不大清楚，特别年代，人们对电流强度、电压、电阻等概念都还不大清楚，特别是电阻的概念还没有，当然也就根本谈不上对它们进行精确测量是电阻的概念还没有，当然也就根本谈不上对它们进行精确测量了；况且欧姆本人在他的研究过程中，也几乎没有机会跟他那个了；况且欧姆本人在他的研究过程中，也几乎没有机会跟他那个时代的物理学家进行接触，他的这一发现是独立进

21、行的。时代的物理学家进行接触，他的这一发现是独立进行的。 欧姆的研究成果最初公布时，没有引起科学界的重视，并受欧姆的研究成果最初公布时，没有引起科学界的重视，并受到一些人的攻击，直到到一些人的攻击，直到1841年，年，英国皇家学会英国皇家学会授予欧姆科普勒奖授予欧姆科普勒奖章，欧姆的工作才得到了普遍的承认。科普勒奖是当时科学界的章，欧姆的工作才得到了普遍的承认。科普勒奖是当时科学界的最高荣誉。最高荣誉。 1806年欧姆曾在埃尔兰根大学求学，由于经济困难，中途年欧姆曾在埃尔兰根大学求学，由于经济困难，中途辍学，去外地当家庭教师。辍学，去外地当家庭教师。1811年他重新回到埃尔兰根取得博士学位。在

22、埃尔兰根教年他重新回到埃尔兰根取得博士学位。在埃尔兰根教了三个学期的数学，因收入菲薄，不得不去班堡中等学校了三个学期的数学，因收入菲薄，不得不去班堡中等学校教书。教书。1817年出版了欧姆的第一著作（几何教科书），他被聘为年出版了欧姆的第一著作（几何教科书），他被聘为科隆的耶稣会学院的数学、物理教师，那里实验室设备良科隆的耶稣会学院的数学、物理教师，那里实验室设备良好，为欧姆研究电学提供了条件。好，为欧姆研究电学提供了条件。1825年欧姆发表了有关伽伐尼电路的论文，但其中的公式年欧姆发表了有关伽伐尼电路的论文，但其中的公式是错误的。第二年他改正了这个错误，得出有名的欧姆定是错误的。第二年他改正

23、了这个错误，得出有名的欧姆定律。律。1826年在德国年在德国化学和物理学杂志化学和物理学杂志上发表论文上发表论文金属导金属导电定律的测定电定律的测定。1827年出版著作年出版著作伽伐尼电路的数学论述伽伐尼电路的数学论述。1833年他被聘为纽伦堡工艺学校物理教授。年他被聘为纽伦堡工艺学校物理教授。1841年伦敦皇家学会授予他勋章。年伦敦皇家学会授予他勋章。1849年他当上了慕尼黑大学物理教授。他在晚年还写了光年他当上了慕尼黑大学物理教授。他在晚年还写了光学方面的教科书。学方面的教科书。1854年年7月月6日，欧姆在德国曼纳希逝世。日，欧姆在德国曼纳希逝世。 1888年年2月月12日日,欧姆被评为世界十大奇迹欧姆被评为世界十大奇迹