教育部参赛《闭合电路欧姆定律》课件董硕.ppt

1、闭合电路的欧姆定律董硕,闭合电路的欧姆定律,分两课时,电源电动势的定义?在数值上等于什么,定义：在电源内部移送电荷q非静电力所做的功与所搬运电荷量q的比值。,复习回顾,数值上等于电源没有接入外电路时，两极间的电压，可以用电压表直接粗略测量,I=？,你能根据图中标示，计算出电流吗,两节干电池,电流一样吗？,做实验验证,引入,两节干电池,实验,直接用电源的电动势除以电阻不是电路中的电流。,在有电源的电路中，电压电流有怎样的关系？ 我们学习-,为什么计算结果与实验有差距，是什么原因？,两节干电池,我们学习闭合电路中的几个概念,一.闭合电路,1.路端电压 2 .内阻,闭合电路:用导线把电源、用电器连成

2、一个闭合电路。,外电路-电源外部的电路.包括用电器和导线等.外电路的电压即路端电压.等于电源接入外电路时两极间的电压.也是外电路的电势降落. 单位:V 符号:U,闭合电路,部分电路,1.路端电压,下图的电压表测路端电压吗?,测电源电动势,测路端电压,3.内电阻,电源有内部结构,叫内电路.内电路上的电阻叫内电阻.内电阻上的电势降落就是内电压. 符号:r 单位:,研究部分电路的欧姆定律，作出了UI的图线，那么闭合电路中我们也作出UI图线来看看电动势、路端电压、内电压有怎样的关系？学习,现在我们可以解决课前在两个电路中电流为什么不等的原因,二、探究闭合电路的欧姆定律,1、实验,电路原理图,实物图,数

3、据,UI图线,随着外电阻的增大，路端电压怎样变,分析图像,路端电压随外电阻的增大而增大,纵轴截距？ 横轴截距？ 曲线斜率？,b为纵轴截距，,对应电流为零，,相当于电路中断路，电压表测量的是电源电动势E，,则b=E,横轴截距，,对应路端电压为零，,相当于电路短路，外电阻为零。此时电流最大，叫短路电流,-K，图线斜率，大小等于纵轴截距除以横轴截距，,即K=b/Im= r,可见K是电源的内阻,b=E,闭合电路的欧姆定律,U=b k I,U=E r I,U= IR,、表述：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,、对纯电阻电路,二、闭合电路欧姆定律,练习1、 如图所示电路，

4、电源电动势为1.5V，内阻为0.12 ，外电路的电阻为1.38 ，求电路中的电流和路端电压。,解：由闭合电路欧姆定律得：,路端电压为 U = IR=11.38 V =1.38 V,2、理论,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，本节讨论仍认为电路中是正电荷在做定向移动。,在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下从电势高的位置向电势低的位电置移动，电路中正电荷定向移动的方向就是电流的方向。在外电路中电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。 在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。,（1）、闭合回路的电流方向,内电路与外电路中的

5、总电流是相同的。,2、理论,（2）、电路中的电势变化情况,1）在外电路中，沿电流方向电势降低。,2）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，沿电流方向存在电势“跃升”。,电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层。,反应层中非静电力把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方b、d，沿电流方向电势“跃升”,讨论 1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？,内电路,外电路,Q外=I2Rt,2、内电路也有电阻r，当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能，是多少？,Q内=I2rt,3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功,W=EqEIt

6、,4、以上各能量之间有什么关系？,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。,W=Q外+Q内,即：EIt=I2Rt+I2rt,、表述：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,、对纯电阻电路,二、闭合电路欧姆定律,练习1、 如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12 ，外电路的电阻为1.38 ，求电路中的电流和路端电压。,解：由闭合电路欧姆定律得：,路端电压为 U = IR=11.38 V =1.38 V,学生做实验画出路端电压与电流的关系,路端电压: R增大，I减小，内电压减小，外电压增大R减小，I增大，内电压增大，外

7、电压减小,外电路两端的电压叫路端电压,、如图电路：,R增大，,R减小，,路端电压:,三、路端电压跟负载的关系,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,I减小，,外压增大,I增大，,外压减小,内压减小，,内压增大，,、电源的外特性曲线路端电压U 随电流I变化的图象,（1）图象的函数表达：,在横轴上的截距表示电 源的短路电流,（2）图象的物理意义： 在纵轴上的截距表示电源的电动势E,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,、两个特例：,（2）外电路短路时,（1）外电路断路时,即：断路时的路端电压等于电源电动势,短路电流很大，绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起

8、,I=0，U内=0，则U=E,R=0，U=0，E=Ir，则I短=E/r,例、如图，1=14,2=9,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A。求电源的电动势E和内电阻r。,小结,1闭合电路欧姆定律,2路端电压跟负载的关系：,（1）表述：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,（2）表达式,（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大,断路：,短路：,（2）路端电压U随电流I变化的图象,1、 如图，1=14,2=9,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。,课堂训练,E = 3V r = 1,课堂训练,2、如图，R0.8当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V。则该电源的电动势和内电阻分别为多少?,E=1.5V，r =1.5,3、如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电源的电动势为 V,内阻为 ,0.5,3,4、有两节电池,它们的电