闭合电路的欧姆定律精选课件.ppt

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1、关于闭合电路的欧姆定律第一页，本课件共有38页第二章第二章恒定电流恒定电流第七节第七节闭合电路的欧姆定闭合电路的欧姆定律律第二页，本课件共有38页体验能量转化和守恒定律在电路中的具体体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化。应用，理解内、外电路的能量转化。掌握闭合电路欧姆定律的推论过程。掌握闭合电路欧姆定律的推论过程。1.知识与能力知识与能力理解内、外电路的电势降落，理解闭合电理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律。路欧姆定律。教学目标教学目标第三页，本课件共有38页通过分析闭合电路，体会它的能量转化，根据通过分析闭合电路，体会它的能量转化，根据守恒定律解答题

2、目。守恒定律解答题目。2.过程与方法过程与方法3.情感态度与价值观情感态度与价值观培养学生探究实验的热情，并引领提高其培养学生探究实验的热情，并引领提高其理论与实践相结合的能力。理论与实践相结合的能力。提高学生观察并独立思考的能力，让其在提高学生观察并独立思考的能力，让其在今后生活中都受益匪浅。今后生活中都受益匪浅。第四页，本课件共有38页教学重难点教学重难点重点：重点：知道电源电动势，内电压和外电压的含义。知道电源电动势，内电压和外电压的含义。掌握闭合电路欧姆定律的内容，学会闭合电路掌握闭合电路欧姆定律的内容，学会闭合电路欧姆定律的实际应用。欧姆定律的实际应用。难点：难点：闭合电路欧姆定律的

3、实际应用。闭合电路欧姆定律的实际应用。第五页，本课件共有38页知识导航知识导航1.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律2.路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系第六页，本课件共有38页1.闭合电路闭合电路的欧姆定律的欧姆定律我们在初中学过，用导线把电源和用电器连接我们在初中学过，用导线把电源和用电器连接起来，组成闭合电路，电路中才有电流。这一节研起来，组成闭合电路，电路中才有电流。这一节研究闭合电路中电压、电流、功率等问题。为此，先究闭合电路中电压、电流、功率等问题。为此，先介绍一个表征电源特性的物理量介绍一个表征电源特性的物理量电动势。电动势。电动势定义：电动势定义：电源的电动势等于电源没

4、接入电路电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压时两极间的电压。电源有两个极，正极的电势高，负极的电势低，电源有两个极，正极的电势高，负极的电势低，两级间存在电压。两级间存在电压。不同的电源，两级间电压的大小不同的电源，两级间电压的大小不同不同。不接用电器时，干电池的电压约为。不接用电器时，干电池的电压约为1.5V，蓄电，蓄电池的电压为池的电压为2V。第七页，本课件共有38页不接用电器时，不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的源本身的性质决定的。为表征电源的这种性质，。为表征电源的这种性质，物理学中引入电动势的概念。电动势用符号物理学中引入电动

5、势的概念。电动势用符号E表表示。电动势的单位跟电压的单位相同，也是伏特。示。电动势的单位跟电压的单位相同，也是伏特。为了让你更容易理解我们本节的内容，让我们为了让你更容易理解我们本节的内容，让我们先来学习一下简单的内容。下面我们介绍一下闭合先来学习一下简单的内容。下面我们介绍一下闭合电路，内电路和外电路。电路，内电路和外电路。第八页，本课件共有38页闭合电路：闭合电路：只有用导线把电源、用电器连成一只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路，电路中才有电流。个闭合电路，电路中才有电流。外电路：外电路：如下图所示，用电器、导线组成外如下图所示，用电器、导线组成外电路。电路。内电路：内电路：如下图所

6、示，电源内部是内电路。如下图所示，电源内部是内电路。RSrEBA内电路内电路外电路外电路闭合电路由内电路闭合电路由内电路和外电路组成和外电路组成第九页，本课件共有38页 在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下由正在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下由正极移向负极；在电源中，非静电力把正电荷由负极极移向负极；在电源中，非静电力把正电荷由负极移向正极。移向正极。正电荷在静电力的作用下从电势高的位置正电荷在静电力的作用下从电势高的位置向电势低的位置移动，电路中正电荷的定向移向电势低的位置移动，电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向，所以动方向就是电流的方向，所以在外电路中，沿在外电路中，沿电流方向电

7、势降低电流方向电势降低。由于正电荷沿某方向的移动与负电荷由于正电荷沿某方向的移动与负电荷沿相反方向的移动等效，本节讨论仍认沿相反方向的移动等效，本节讨论仍认为电路中是正电荷在做定向移动。为电路中是正电荷在做定向移动。第十页，本课件共有38页设甲图中间的电源是一个化学电池，电池的设甲图中间的电源是一个化学电池，电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层。反应层正极和负极附近分别存在着化学反应层。反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势“跃升跃升”。这样，整个闭合电路的电

8、势高低变化情。这样，整个闭合电路的电势高低变化情况就如图乙所示。图中各点位置的高低表示电路况就如图乙所示。图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低中相应各点电势的高低。RSrEBA内电路内电路外电路外电路甲甲乙乙第十一页，本课件共有38页图乙中，图乙中，a为电源正极，为电源正极，b为电源负极。外电路为电源负极。外电路电阻为电阻为R，闭合电路的电流为，闭合电路的电流为I。我们分三个部分考。我们分三个部分考虑整个电路中的能量转化。虑整个电路中的能量转化。1.在时间在时间t内，外电路中电流做功产生的热为：内，外电路中电流做功产生的热为：Q外外=I2Rt 2.内电路与外电路一样，也存在着恒定电场

9、，内电路与外电路一样，也存在着恒定电场，正电荷也是在静电力的作用下移动的，这一区域正电荷也是在静电力的作用下移动的，这一区域的电阻是内电阻，记为的电阻是内电阻，记为r，。在时间，。在时间t内，内电路中内，内电路中电流做功产生的热为：电流做功产生的热为：第十二页，本课件共有38页Q内内=I2rt 3.bc和和da是化学反应层。设两反应层电动势之是化学反应层。设两反应层电动势之和为和为E，则时间，则时间t内非静电力做的功为：内非静电力做的功为：W=Eq=EIt根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于根据能量守恒定律，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，即内外电路中电能转化

10、为其他形式的能的总和，即W=Q外外+Q内内，所以，所以第十三页，本课件共有38页EIt=I2Rt+I2rt整理后得到整理后得到E=IR+Ir也就是也就是第十四页，本课件共有38页闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟闭合电路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。内、外电路的电阻之和成反比。我们用我们用U外外表示式中的表示式中的IR，它是外电路上总，它是外电路上总的电势降落，习惯上叫做路端电压；用的电势降落，习惯上叫做路端电压；用U内内表表示式中示式中Ir，它是内电路的电势降落。所以闭合电，它是内电路的电势降落。所以闭合电路的欧姆定律的公式也可以写成：路的欧姆定律的公式也可以

11、写成：闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律：E=U外外+U内内第十五页，本课件共有38页这就是说，这就是说，电源的电动势等于内外电路电势降电源的电动势等于内外电路电势降落之和落之和。这个结论在甲图中已经形象的表示出来了：。这个结论在甲图中已经形象的表示出来了：从电源正极从电源正极a沿闭合电路的沿闭合电路的b、c、d绕一周再回到绕一周再回到a时，一路上电势降落的总和，必定等于电势升高的总时，一路上电势降落的总和，必定等于电势升高的总和。和。ab间的电势降落为间的电势降落为U外外，cd间的电势降落为间的电势降落为U内内，而而bc、da电势跃升的总和就是电动势电势跃升的总和就是电动势E。电源的种类

12、很多，形成非静电力的机理也不一样。电源的种类很多，形成非静电力的机理也不一样。但对于所有电源，第一个闭合电路的欧姆定律的公式但对于所有电源，第一个闭合电路的欧姆定律的公式所表示的闭合电路的欧姆定律都是成立的。所表示的闭合电路的欧姆定律都是成立的。第十六页，本课件共有38页电源加在负载（用电器）上的电源加在负载（用电器）上的“有效有效”电压是路电压是路端电压，所以研究路端电压与负载的关系有实际意义。端电压，所以研究路端电压与负载的关系有实际意义。下面我们通过一个实验验证一下这个说法。同学们如下面我们通过一个实验验证一下这个说法。同学们如果有条件可以亲自操作实验，这样你会更容易掌握所果有条件可以亲

13、自操作实验，这样你会更容易掌握所学知识。学知识。2.路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系路端电压：路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。的电压，通常叫做路端电压。第十七页，本课件共有38页按下图所示连接电路。闭合开关按下图所示连接电路。闭合开关S0以接通电源，以接通电源，再闭合开关再闭合开关S，改变外电路的，改变外电路的电阻电阻R，观察路端电，观察路端电压怎样随着负载的变化而变化。压怎样随着负载的变化而变化。认真观察电路图，认真观察电路图，然后连接实际电路，根然后连接实际电路，根据指示操作实验，记录据指示操作实验，记录数据，

14、看能得到一个怎数据，看能得到一个怎样的结果。样的结果。研究路端电压研究路端电压实验实验AVSR0RS0第十八页，本课件共有38页实验表明：实验表明：当外电阻增大时，电流减小，路当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电路减小时，电流增大，路端端电压增大；当外电路减小时，电流增大，路端电压减小。电压减小。现在用前面学过的知识讨论它们之间的现在用前面学过的知识讨论它们之间的关系。关系。由由E=U外外+U内内和和U内内=Ir可以求得路端电压的表达可以求得路端电压的表达式：式：U=E-Ir就某个电源来说，电动势就某个电源来说，电动势E和和内阻内阻r是一定的，当是一定的，当外电阻外电阻R增加时，由第

15、一个增加时，由第一个公式可知，电流公式可知，电流I减小，减小，因此内电路的电势降落因此内电路的电势降落U内内=Ir减小。由上式知，这减小。由上式知，这时路端电压时路端电压U增大。相反，当外电阻增大。相反，当外电阻R第十九页，本课件共有38页减小时，电流减小时，电流I增大，路端电压增大，路端电压U减小。减小。当外电路断开时，当外电路断开时，R变为无限大变为无限大，I变为零，变为零，Ir也变为零，也变为零，U=E，这就是说，断路时路端电压等于，这就是说，断路时路端电压等于电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电动势。动势。当电源两端短路时，外电阻当电

16、源两端短路时，外电阻R=0，由第一公式，由第一公式可知电流可知电流I=E/r，由上式可知路端电压，由上式可知路端电压U=0。电源内阻。电源内阻一般都很小，例如铅蓄电池的内阻只有一般都很小，例如铅蓄电池的内阻只有0.00050.1欧欧姆，干电池的内阻通常不到姆，干电池的内阻通常不到1欧姆，所以短路时电欧姆，所以短路时电流很大。电流太大会烧坏电源，还可能引起火灾。流很大。电流太大会烧坏电源，还可能引起火灾。因此，绝对不允许将电源两端用导线直接连在一因此，绝对不允许将电源两端用导线直接连在一起。起。第二十页，本课件共有38页路端电压路端电压U与电流与电流I的关系图像，也就是上式的关系图像，也就是上式

17、的函数图象，是一条向下倾斜的直线（下图）。的函数图象，是一条向下倾斜的直线（下图）。从图线可以看出，路端电压从图线可以看出，路端电压U随电流随电流I的增大而减的增大而减小。图线还反映出电源的特性：小。图线还反映出电源的特性：直线的倾斜程度跟直线的倾斜程度跟内阻内阻r有关，内阻越大，倾斜的越厉害；直线与纵有关，内阻越大，倾斜的越厉害；直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（I=0时，时，U=E）。）。UEII10U=I1RU外外=I1rr=0第二十一页，本课件共有38页课堂小结课堂小结1.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律电源的电动势等于电源没接入电路时

18、两极间的电电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压压。不同的电源，两级间电压的大小不同。不同的电源，两级间电压的大小不同。电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的定的。只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路，电路中才有电流。路，电路中才有电流。第二十二页，本课件共有38页闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，闭合电路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。跟内、外电路的电阻之和成反比。E=U外外+U内内第二十三页，本课件共有38页2.路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系外电路的电势降落，

19、也就是外电路两端的电压，外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。通常叫做路端电压。当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电路减小时，电流增大，路端电压减小。外电路减小时，电流增大，路端电压减小。U=E-Ir第二十四页，本课件共有38页课堂练习课堂练习 1下列说法正确的是下列说法正确的是()BD A电源被短路时，放电电流无穷大电源被短路时，放电电流无穷大 B外电路断路时，路端电压最高外电路断路时，路端电压最高 C外电路电阻减小时，路端电压升高外电路电阻减小时，路端电压升高D不管外电路电阻怎样变化，其电不管外电路电阻怎样变化，其电

20、源的内、外电压之和保持不变源的内、外电压之和保持不变第二十五页，本课件共有38页 2A、B、C是三个不同规格的灯泡，按图所示是三个不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为E，内电阻为内电阻为r，将滑动变阻器的滑，将滑动变阻器的滑片片P向左移动，则三向左移动，则三个灯亮度变化是（个灯亮度变化是（）A都比原来亮都比原来亮 B都比原来暗都比原来暗 CA、B灯比原来亮，灯比原来亮，C灯变暗灯变暗 DA、B灯比原来暗，灯比原来暗，C灯变亮灯变亮CABCP第二十六页，本课件共有38页A 3.如图所示，电源的电动势和内阻分别为如图所示，电源

21、的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑，在滑动变阻器的滑片片P由由a向向b移动的过程中，电移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为流表、电压表的示数变化情况为()A电流表先减小后增大，电流表先减小后增大，电压表先增大后减小电压表先增大后减小 B电流表先增大后减小，电流表先增大后减小，电压表先减小后增大电压表先减小后增大 C电流表一直减小，电流表一直减小，电压表一直增大电压表一直增大 D电流表一直增大，电电流表一直增大，电压表一直减小压表一直减小第二十七页，本课件共有38页4.如图所示电路中，电阻如图所示电路中，电阻R1=8.当电键当电键S断开时，断开时，电压表的示数为电压表的示数为5

22、.7V，电流表的示数为，电流表的示数为0.75A，电源，电源总功率是总功率是9W；当电键；当电键S闭合时，电压表的示数为闭合时，电压表的示数为4V.若若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是9:16，求电源的电动势和电阻求电源的电动势和电阻R2、R3.答：答：=12V，R2=8，R3=3.6。第二十八页，本课件共有38页 5.如图所示是对蓄电池组进行充电的电路如图所示是对蓄电池组进行充电的电路.A、B两端接在充电机的输出端上，蓄电池组的内阻两端接在充电机的输出端上，蓄电池组的内阻r=20，指示灯，指示灯L的规格为的规格为“6V，3W”.当可变电阻当

23、可变电阻R调到调到20时，指示灯恰能正常发光，电压表示数为时，指示灯恰能正常发光，电压表示数为52V(设电压表内阻极大设电压表内阻极大)，试求，试求:(1)蓄电池组的总电蓄电池组的总电动势动势.(2)充电机的输出功率充电机的输出功率.(3)对蓄电池组的输入功对蓄电池组的输入功率率.(4)充电机的充电机的充电效率充电效率.答：答：(1)36V(2)31W(3)23W(4)74.2%第二十九页，本课件共有38页高考链接高考链接（2007.广东中山）如图所示，广东中山）如图所示，R1为定值电阻，为定值电阻，R2为可变电阻为可变电阻，E为电源电动势，为电源电动势，r为电源内电阻，为电源内电阻，以下说法

24、中不正确的是（以下说法中不正确的是（）E rR2R1 A.当当R2=R1+r时，时，R2上获得最大功上获得最大功率率 B.当当R1=R2+r时，时，R1上获得最大功上获得最大功率率 C.当当R2=0时，电源的效率最大时，电源的效率最大 D.当当R2=0时，电源的输出功率最时，电源的输出功率最大大BCD第三十页，本课件共有38页提示提示本题的四个选项相对独立，分项进行讨论，从本题的四个选项相对独立，分项进行讨论，从题干提供的信息可知，题干提供的信息可知，R1和和r都是固定不变的，都是固定不变的，A选选项中，当项中，当R2=R1+r时，时，R2上获得的功率通过功率的上获得的功率通过功率的计算公式知

25、道为最大，所以正确。同样可证明计算公式知道为最大，所以正确。同样可证明B、C、D选项均是错误的。选项均是错误的。在这里同学们一定要审清题目内容，看清它的问在这里同学们一定要审清题目内容，看清它的问题，例如本题它让选择的是不正确的，你最好在读题题，例如本题它让选择的是不正确的，你最好在读题的时候着重标记，以防出现不该出的问题。的时候着重标记，以防出现不该出的问题。注意注意第三十一页，本课件共有38页问题与练习问题与练习 1.答：根据闭合电路的欧姆定律，可得答：根据闭合电路的欧姆定律，可得 联立解得：联立解得：E=1.5V，r=2。说明：可以看到，虽然电动势和内阻不能说明：可以看到，虽然电动势和内

26、阻不能直接测量，但可以应用闭合电路的欧姆定律将直接测量，但可以应用闭合电路的欧姆定律将可以测量的路端电压、电流等与电动势、内阻可以测量的路端电压、电流等与电动势、内阻建立联系，从而计算得到电动势和内阻。由于建立联系，从而计算得到电动势和内阻。由于要求电动势和内阻两个未知量，所以需要两次要求电动势和内阻两个未知量，所以需要两次测量，建立方程组。测量，建立方程组。第三十二页，本课件共有38页 2.答：每节干电池的电动势为答：每节干电池的电动势为1.5V，两节干电，两节干电池的电动势为池的电动势为3.0V。设每节干电池的内阻为。设每节干电池的内阻为r，两节干电池的总内阻为两节干电池的总内阻为2 2r

27、。由题意的。由题意的 又又因为因为U内内=2rI，所以，所以第三十三页，本课件共有38页 3.答：不接负载时的电压即为电动势，因此答：不接负载时的电压即为电动势，因此E=600V，短路时，短路时外电阻外电阻R=0。根据闭合电路的。根据闭合电路的欧姆定律得：欧姆定律得：4.答：当外电阻为答：当外电阻为4.0时，电流时，电流。再由闭合电路的欧姆定律再由闭合电路的欧姆定律E=I（R+r），），可得可得r=0.5。第三十四页，本课件共有38页当在外电路并联一当在外电路并联一个个6.0的电阻时，的电阻时，电路总电流为电路总电流为路端电压为路端电压为当外电路串联一个当外电路串联一个6.0的电阻时，的电阻时

28、，电路电流为电路电流为路端电压为路端电压为第三十五页，本课件共有38页 5.答：用电器的电阻为答：用电器的电阻为通过用电器的电流通过用电器的电流。设至。设至少需要少需要n节电池，串联分压电阻为节电池，串联分压电阻为R0，由闭合，由闭合电路欧姆定律得电路欧姆定律得，解得，解得因为因为n要取整数，所以当要取整数，所以当R0=10，n有最有最小值为小值为5。第三十六页，本课件共有38页说明：解决本题也可以按如下思路进行。说明：解决本题也可以按如下思路进行。因为路端电压必须大于（或等于）灯的额因为路端电压必须大于（或等于）灯的额定电压，即定电压，即，得，得到到可见可见n取整数的最小值为取整数的最小值为5.这时路端电压这时路端电压需要串联的分压电阻为需要串联的分压电阻为R0，第三十七页，本课件共有38页感谢大家观看第三十八页，本课件共有38页