选修 探究闭合电路欧姆定律PPT课件

1、内电压内电压: :电流通过电源内电阻时，电势降落：电流通过电源内电阻时，电势降落： U U内内=Ir=Ir 2 2、内电阻、内电阻r r和内电压和内电压U Ur r：电源外部电流从正极到负极电源外部电流从正极到负极电源内部电流从负极到正极电源内部电流从负极到正极内电阻内电阻r:r:电源内电路上的电阻电源内电路上的电阻一、内电路和外电路：一、内电路和外电路：1 1、闭合电路的组成：、闭合电路的组成：外电路：由用电器和导线组成外电路：由用电器和导线组成内电路：电源内部的电路内电路：电源内部的电路路端电压：外电路两端的电压叫做路端电压路端电压：外电路两端的电压叫做路端电压U U正极正极负极负极+E

2、E电源电源第1页/共20页正极正极负极负极电源电源+E E1 1）搬运电荷需克服静电场对电荷的作用力；）搬运电荷需克服静电场对电荷的作用力；3、电源的作用、电源的作用：在电源内部：在电源内部2 2）在电源内一定存在着）在电源内一定存在着“非静电力非静电力”，像，像“搬运工搬运工”；3 3）搬运同样多的电荷，非静电力在不同的电源中做的）搬运同样多的电荷，非静电力在不同的电源中做的功一般并不相同功一般并不相同 搬运电荷做功将其他形式能转搬运电荷做功将其他形式能转化为电能化为电能电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。电动势和内电阻势表征电源特征的物理量。 化学电池：化学电池： 化学能转化为电能化学能

3、转化为电能 发发 电电 机：机： 机械能转化为电能机械能转化为电能第2页/共20页 二二. . 电源的电动势电源的电动势3 3、电动势是标量，其方向的含义：、电动势是标量，其方向的含义： 为了便于确定电源的正负极为了便于确定电源的正负极规定规定 ：由负极板经内电路指向正极板，：由负极板经内电路指向正极板，电动势的方向。电动势的方向。+ +rE、2 2、意义：表征电源将其他形式能转、意义：表征电源将其他形式能转化为电能本领的物理量。化为电能本领的物理量。1.1. 定义：在电源内部非静电力把正定义：在电源内部非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功与电荷从电源负极移到正极所做的功与被移送电量的比

4、叫做电源的电动势。被移送电量的比叫做电源的电动势。 WEq非 定义式： 单位 ：伏特（V)正极正极负极负极电源电源+E E=WqE非公式变形：第3页/共20页4 4、对电源电动势的几点说明：、对电源电动势的几点说明：2 2）从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动）从电路中能量转化的角度来说，电动势等于电源内移动单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。单位电荷时其他形式能转化为电能的多少。1 1）电动势的固有性：由电源本身性质决定。与工作状态无关；电动势的固有性：由电源本身性质决定。与工作状态无关；3 3）从测量的角度来说，电动势等于电源断开时电源两端的电压）从测量的角度来说，电动势等于

5、电源断开时电源两端的电压4 4）电动势的）电动势的“方向方向”是用来表示电源极性的，不表示电动势是用来表示电源极性的，不表示电动势是矢量是矢量EU开= EWWEqq非非 第4页/共20页1 1、实验目的：、实验目的：用可调内阻电池验证闭用可调内阻电池验证闭合电路中内电压和外电压之和等于电合电路中内电压和外电压之和等于电源电动势，即验证闭合电路欧姆定律。源电动势，即验证闭合电路欧姆定律。附：研究闭合电路的欧姆定律的实验附：研究闭合电路的欧姆定律的实验（探测电源的内部电压实验）（探测电源的内部电压实验）2 2、实验器材：、实验器材：可调内阻的电池一套可调内阻的电池一套、电压表、电压表2 2只、只、

6、电阻箱电阻箱1 1只、开关只、开关1 1只、导线。只、导线。3 3、实验步骤：、实验步骤： 1 1）连接线路。）连接线路。 2 2）S S断开，测量断开，测量E E3 3）调节电池内阻。）调节电池内阻。4 4）接通电路）接通电路, ,将将V V1 1、V V2 2表的读数记入表内表的读数记入表内6 6）分析、处理数据。）分析、处理数据。5 5）改变内阻，重复步骤）改变内阻，重复步骤4 4uCnZ第5页/共20页电阻箱读电阻箱读数数R R（） 内电路电内电路电压压U U （V V）外电路电外电路电压压U U （V V） U+U U+U （V V） 误差误差 250 2502

7、1.92 200 20001.80 150 1500.320.321.721.72 100 1000.420.421.591.59UUEE外内结论： （对于给定电源 为一定值）数据记录数据记录2.042.042.022.022.042.042.012.012%2%1%1%2%2%0.5%0.5%=E U开测得2电动势 .00V此结论即为闭合电路欧姆定律原始表达式此结论即为闭合电路欧姆定律原始表达式。第6页/共20页 由能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路由能量守恒定律，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中电能转化为其他形式的能的总和。r

8、rE ER RK K内电路内电路外电路外电路由能量守恒：由能量守恒：化学反应化学反应（非静力做功）（非静力做功）产生电能产生电能消耗的电能消耗的电能电流做功电流做功（电场力做功）（电场力做功）WWW外非内 EUIrUU外内理论推导与实验结论完全一致理论推导与实验结论完全一致附：附：从能量转化的观点从能量转化的观点研究闭合电路的欧姆定律研究闭合电路的欧姆定律WEqEIt非WqUUIt外2WI rt内2EItUItI rt 即：第7页/共20页1.1.内容内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、：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外电路的电阻之和成反比适用

9、条件适用条件: :对纯电阻电路对纯电阻电路 EIRrEUIrEIRIrUIR 2.2.闭合电路欧姆定律的其他闭合电路欧姆定律的其他表达形式：表达形式：EUIrE UIr rrEUIIUERR 三三. .闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律若外电路为纯电阻若外电路为纯电阻EIRr公式表：达第8页/共20页ababcdbdac3 3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况（1 1）在外电路中，沿电流方向电势降低。）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2 2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向）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，由于存在非静电力沿电流方电势也降低；另一

10、方面，由于存在非静电力沿电流方向而使电势得以更多地向而使电势得以更多地“跃升跃升”。IrEU第9页/共20页作业作业课本家庭作业课本家庭作业P P8181 1 1、2 2、4 4题题3 3、5 5 题直接填在书上题直接填在书上第10页/共20页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、由、由 分析分析U U与与R R的关系的关系R R增大，电流减小，路端电压增大增大，电流减小，路端电压增大R R减小，电流增大，路端电压减小减小，电流增大，路端电压减小IrEU四、路端电压跟负载的关系四、路端电压跟负载的关系、两个特例：、两个特例：（2 2）外电路短路时）外电路短路时0ERIUr0端，

11、0RIUE 端，（1 1）外电路断路时）外电路断路时EIRr 第11页/共20页 3 3电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图电源的伏安特性（路端电压随电流变化的图像）像）2 2）电源的）电源的U-IU-I图象图象: :UEIr）函数关系：下图中下图中a a图线表示定值电阻的图线表示定值电阻的U-IU-I图像；图像；两图像的交点坐标表示该电阻接入电路两图像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；该点和原时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率点之间的矩形的面积表示输出功率. . O OU UI I图像斜率的绝对值表示内电阻：图像斜率的绝对值表示内电阻：短U

12、=0U=0时时横横截距表示短路电流截距表示短路电流I I短短O O I IU UE EU U0 0 M M（I I0 0, ,U U0 0）N N I I0 0 I Im mbaUI是 的一次减函数纵截距纵截距: :表示电源的电动势表示电源的电动势E E，I I短短UEIrUIR00PI U出E E第12页/共20页案例、如图所示的电路中案例、如图所示的电路中,R,R1 1 R R2 2 R R3 3和和R R4 4都是定值电阻，都是定值电阻， R RP P是是可变电阻，电源电动势为可变电阻，电源电动势为E E，内阻为，内阻为r.r.设电路中的总电流为设电路中的总电流为I I，电流表的示数为，

13、电流表的示数为I,I,电压表的示数为电压表的示数为U,U,闭合开关闭合开关S,S,当滑片当滑片向向a a点移动时点移动时 （ ）D D端电压的变化及电路的动态分析端电压的变化及电路的动态分析EIRrPRRI 总总P PR R3 3S SAR R1 1E Er rR R2 2R R4 4R RP Pa ab bV., .,., .,AIUBIUCIUDIU 变 大变 小 变 大变 大 变 小变 大 变 小变 小I I2I. 、UEIr13()abUE I r R R abUU I 24abUIRR2I 21III例题讲解例题讲解第13页/共20页2 2、铅蓄电池的电动势为、铅蓄电池的电动势为2V

14、2V，这表示（，这表示（ ）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的化学能转变为电能的化学能转变为电能B.B.蓄电池两极间的电压为蓄电池两极间的电压为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节干电池强蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池强ADAD3.3.关于电动势，下列说法中正确的是关于电动势，下列说法中正确的是 （ ）A.A.在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向B.B.在闭合电路中，在闭合电路中，电动势的

15、方向与内电路中电流的方向相同电动势的方向与内电路中电流的方向相同C.C.电动势的方向是电源内部电势升高的方向电动势的方向是电源内部电势升高的方向D.D.电动势是矢量电动势是矢量ABCABC正确理解电动势的概念正确理解电动势的概念第14页/共20页4 4、在如图所示的电路中，电源的电动势为、在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V,1.5V,内内0.120.12，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.381.38，求电路中的电流，求电路中的电流和和路端电压。路端电压。由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律1.51.38 0 121.EIAR rA或由或由 U=IR=1.38VU=IR=1.38V解解

16、: :R RE, rE, r注意求电流公式的灵活选用注意求电流公式的灵活选用1.51 0.11.328UEIVrVV 路端电压为：第15页/共20页5. .电源的电动势为电源的电动势为2V2V，外电阻为，外电阻为99时，路端电压时，路端电压为为1.8V1.8V，求电源的内电阻？，求电源的内电阻？1.80.29UIAAR解解: :电路中电流为电路中电流为内阻为内阻为2 1.810.2UE UrII 内R RE, rE, r第16页/共20页 解解小灯泡小灯泡H H1 1 和和H H2 2的电阻均为的电阻均为课本案例课本案例2 2 如图，电源电动势为如图，电源电动势为3V,3V,内阻为内阻为11，

17、两个相同的小灯，两个相同的小灯泡泡H H1 1 ，H H2 2的额定电压均为的额定电压均为2.5V2.5V，额定电流均为，额定电流均为0.3A.0.3A.（1 1）当开关）当开关S S1 1闭合，闭合，S S2 2断开时，试计算断开时，试计算H H1 1中中 的电流和加在的电流和加在H H1 1上的电压。上的电压。（2 2）当开关）当开关S S1 1、S S2 2都闭合时，试计算都闭合时，试计算H H2 2中的中的 电流和加在电流和加在H H2 2上的电压上的电压00URI2.50.3（1）小灯泡小灯泡H H1 1 与电源组成闭合电路与电源组成闭合电路3=8.3+1EIARr=8.3UE Ir =0.32A(3 0.32 1) V 2.7V1H小灯泡的电压就是路端电压UIR或由部分电路欧姆定律得0.32 8.32.7VVS2E rH H1 1H H2 2S1与串并联电路的规律结合与串并联电路的规律结合第17页/共20页E=3V,r=1E=3V,r=1，额定电压，额定电压U U0 0=2.5V=2.5V， 额定电流均为额定电流均为I I0 0=0.3A.=0.3A.（2 2）当开关）当开关S S1 1、S S2 2都闭合时，试计都闭合时，试计算算H H2 2中的电流和加在中的电流和加在H H2 2上的电压上的电压SE rH H1