高二物理选修31闭合电路欧姆定律演示文稿

1、2.7 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 山焦中学山焦中学 李冲凡李冲凡预备知识预备知识:1.什么是电源呢? 电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置2.什么是电源的电动势? 计算公式呢?电源非静电力做功与移动电荷量的比值叫电源的电动势,它表示电源转化能的本领大小.公式公式:E=W非非q 前边我们知道电源是通过非静电力电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。 引入新课引入新课: 新课

2、教学:演示实验AE , rSR外电路（用电器，导线等）1.闭合电路的结构：一.闭合电路欧姆定律外电路内电路内电路（电源内部）2.闭合电路的电流方向电势变化情况：外电路外电路:正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向内电路内电路:电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处，所以沿着电流方向电势升高3.在t时间内闭合电路能量转化:r外电路外电路内电路内电路外电路消耗电能外电路消耗电能内电路消耗电能内电路消耗电能R2EI Rt外2EI rt内I电源中非静电力做的功： WEqEIt22WEEEItI RtI rt外内即根据能量守恒定律：EIR

3、IrEIRr4.闭合电路的欧姆定律 （1）内容：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，这个结论叫做闭合电路的欧姆律。 （2）公式： EIRr（3）适用条件：外电路是纯电阻的电路。适用条件：外电路是纯电阻的电路。 根据欧姆定律 UIRUIr外内，EUU外内二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系演示实验 现象：滑动变阻器滑动片右滑动变阻器滑动片右移电流增大，电压减移电流增大，电压减小；滑动片左移电流小；滑动片左移电流减小，电压增大减小，电压增大分析：对给定的电源，E、r均为定值 EIRr根据：结论：1.当外电阻增大时，电流减小，路端电当外电阻增大时，电流减小

4、，路端电压增大压增大.2.当外电阻减小时，电流增大，路端电当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。压减小。例例:如图：如图：R1=14,R2=9 .当开关当开关S切换到位置切换到位置l时时,电流表的示数为电流表的示数为I1=0.2A;当开关当开关S切换到位置切换到位置2时时,电表的示数为电表的示数为I2=0.3A,求电源电动势额额求电源电动势额额E和和内阻内阻r。AR1R2S12Er三三.闭合电路的欧姆定律应用闭合电路的欧姆定律应用 当当 S切换到位置切换到位置l时：时：E=I1R+I1r(1)当当 S切换到位置切换到位置2时：时：AR1R2S12ErE=I2R+I2r(2)E=3V r =1

5、由（由（1）、（）、（2）式代入数据，有：）式代入数据，有：解：分析解：分析 巩固练习巩固练习.在如图所示的电路中，R1=10 ， R2=20 滑动变阻器R的阻值050，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是( )A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮(B)14小结：小结：通过对闭合电路能量转化的分析得到闭合电路的欧姆定律 ；进而得知电动势，外电压，内电压的关系及外电压随着外电阻的增大而增大的规律E UU外内EIRrU外U外U E Ir “以少变应多变以少变应多变“，”串反并同串反并同” 观察观察: 当外电路电阻增大当外电路电阻增大（或减少）时，电流（或减少

6、）时，电流怎样变化？路端电压怎样变化？路端电压如何变化？如何变化？E、rsR1AVR0一、实验演示一、实验演示R I UR I U 分析分析: 明确哪些物理量变化？明确哪些物理量变化？哪些物理量不变？哪些物理量不变？E、rsR1AVR0一、实验演示一、实验演示路端电压路端电压: :IrEUrREI闭合电路闭合电路欧姆定律欧姆定律: :R R增大，增大，R R减小，减小，电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压、如图电路：、如图电路：R R增大，

7、增大，R R减小，减小，路端电压路端电压: :IrEU电流减小，电流减小， 路端电压增大路端电压增大电流增大，电流增大， 路端电压减小路端电压减小E、rsRAV二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 说一说说一说: 一些同学可能有这样的经验：傍晚用电一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的时候，在插上电炉、电热水壶等用多的时候，在插上电炉、电热水壶等用电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又变亮起来。在一些供电质量不光马上又变亮起来。在一些供电质量不太好的地区更为严重。尝试去解释一下太好的地区更为严重。尝试去解释一下这种现象。这种现象。二、路端电压与

8、负载的关系二、路端电压与负载的关系外电路两端的电压叫路端电压外电路两端的电压叫路端电压路端电压路端电压: :IrEU、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路）外电路短路短路时时/00RIE rU端，0RIE 端，U（1 1）外电路）外电路断路断路时时E、rAVE、rAV断路时的路端电压等于电源电动势断路时的路端电压等于电源电动势二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出U与与I关系的函

9、数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /O：1、外电路断开的状态对应于图中、外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压的哪一点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？与电动势的关系？E=v二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标，标，I为横坐标，做出为横坐标，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=v：2、电动势、电动势E的大小对图像有什么的大小对图像有什么影响？影响？在在纵轴

10、纵轴上的上的截距截距表示电源的表示电源的电动势电动势E E 二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：3、电源短路的状态对应于图中哪、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？一点？怎么样读出这时电流大小？rEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示表示电源的电源的短路电流短路电流二、路端电压与负

11、载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：3、电源短路的状态对应于图中哪、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？一点？怎么样读出这时电流大小？rEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示表示电源的电源的短路电流短路电流二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 设置情景设置情景: 设电源的电动势设电源的

12、电动势E=3V，内阻内阻r=2。请根据路。请根据路端电压与电流的关系端电压与电流的关系式式U=E-Ir，以，以U为纵坐为纵坐标标，I为横坐标为横坐标，做出，做出U与与I关系的函数图像。关系的函数图像。U/VI I/ /OE=vI I短短.：4、r的大小对图像有什么影响的大小对图像有什么影响图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，图线倾斜得，内阻越大，图线倾斜得越厉害越厉害、电源的外特性曲线、电源的外特性曲线 路端电压路端电压U U随电流随电流I I变化的图象变化的图象 (1)(1)图象的函数表达图象的函数表达 IrEUrEI/短在在横轴横轴上的上的截距截距表示电

13、源的表示电源的短路电流短路电流图象图象斜率斜率的绝对值表示电源的的绝对值表示电源的内阻内阻，内阻越大，内阻越大，图线倾斜得越厉害图线倾斜得越厉害在在纵轴纵轴上的上的截距截距表示电源表示电源的的电动势电动势E E (2)(2)图象的物理意义图象的物理意义UIOEI短二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系1 1、在如图所示电动势为、在如图所示电动势为V V的电源的电源跟一个阻值跟一个阻值R=9R=9的电阻接成闭的电阻接成闭合电路合电路, ,测得电源两端电压为测得电源两端电压为1.8V1.8V, ,求电源的内电阻求电源的内电阻. .E、rRV三、课堂练习三、课堂练习2 2、如图，、如图，1

14、 1= =2828, ,2 2= =1818, ,当开关当开关处于位置处于位置1 1时时, ,电流表读数电流表读数I I1 1=0.4A;=0.4A;当开关处于位置当开关处于位置2 2时时, ,电流表读数电流表读数I I2 2=0.6A=0.6A. .求电源的求电源的电动势电动势E E和和内电内电阻阻r.r.sE、rR1AR212三、课堂练习三、课堂练习 3、如图所示，当、如图所示，当滑动变阻器的滑动滑动变阻器的滑动点点P向右移动时，向右移动时，电流表、电压表的电流表、电压表的示数将如何变化？示数将如何变化？E、rR1AVR2R3P三、课堂练习三、课堂练习4 4、如图，、如图，R R0.80.

15、8当开关当开关S S断开时电压断开时电压表的读数为表的读数为1.5V1.5V；当开关；当开关S S闭合时电闭合时电压表的读数为压表的读数为1.2V1.2V则该电源的电动则该电源的电动势和内电阻分别为多少势和内电阻分别为多少? ?E、rsRV三、课堂练习三、课堂练习6 6、有两节电池、有两节电池, ,它们的电动势分别为它们的电动势分别为E E1 1和和E E2 2, ,内电阻分别为内电阻分别为r r1 1和和r r2 2. .将它们分别连成闭将它们分别连成闭合电路合电路, ,其外电路的电流其外电路的电流I I和路端电压和路端电压U U的关系如图所示的关系如图所示, ,可以判定可以判定( )( )

16、UIO12A.A.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等B.EB.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态, , 两电路的电阻相等两电路的电阻相等D.ED.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2三、课堂练习三、课堂练习7.A7.A灯与灯与B B灯电阻相同，当变阻器滑片向下灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是确的是( )( )A A、A A、B B灯都变亮灯都变亮B B、A A、B B灯都变暗灯都变暗C C、A A灯变亮，灯变亮，B B灯变暗灯变暗

17、D D、A A灯变暗，灯变暗，B B灯变亮灯变亮E、rsRBA三、课堂练习三、课堂练习二、应用：二、应用：1例题：如图所示电路中，电源电压恒定，当例题：如图所示电路中，电源电压恒定，当K K闭闭 合后，滑动变阻器的滑片合后，滑动变阻器的滑片P P处于图示位置时，小处于图示位置时，小 灯泡灯泡L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4的亮度均相同。若将的亮度均相同。若将P P向右向右 滑动时，各灯泡亮度变化的情况是滑动时，各灯泡亮度变化的情况是 A AL L1 1、L L4 4变亮，变亮，L L2 2、L L3 3变暗；变暗；B BL L2 2变亮，变亮，L L1 1变暗，变暗，L L3 3、L L4 4 亮度不变；亮度不变；C CL L1 1变暗，变暗，L L3 3、L L4 4变度不变，变度不变， L L2 2无法判断；无法判断；D D四只灯泡亮度都变暗。四只灯泡亮度都变暗。 L1L2L3 PL4K分析： L1L2L3 PL4K因此：L1、L4变亮，L2、L3变