【文档说明】高中必修第三册物理《2 闭合电路的欧姆定律》ppt课件-统编人教版.ppt，共(33)页，1.806 MB，由小喜鸽上传

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2.闭合电路的欧姆定律学习目标思维导图1.理解电动势。2.了解外电路、内电路,知道电动势等于内外电路电势降落之和。3.理解闭合电路欧姆定律的内容,掌握其表达式。4.会分析路端电压与负载的关系。必备知识自我检测一、电动势1.非静电力(1)定义:电源把正电荷由负极搬运到正极的力。(2)化学电池中的非静

电力是化学作用,发电机中的非静电力是电磁作用。电源把正电荷由负极搬运到正极。非静电力做正功,电势能增加。2.电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。3.电动势(1)定义:非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟搬运的电荷量的比值叫电源的电动势。(2)公式:E=𝑊�

�。必备知识自我检测(3)单位:伏特,用“V”表示。(4)物理意义:电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电动势越大,表示电源转化其他形式能量的本领越大。(5)大小:从做功角度,其数值等于非静电力把1C的正电荷从负极搬运到正极所做的功。(6)

决定因素:电动势是电源的属性,大小完全由电源的非静电力特性决定,不电源的体积和外电路的组成及变化无关。必备知识自我检测二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1.在外电路中,沿电流方向电势降低。2.电源的内阻:电源内部也存在电阻,内电路中的电阻叫内电阻,简称内阻。3.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的

电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻乊和成反比。(2)表达式:I=𝐸𝑅+𝑟。4.内电压、路端电压与电动势的关系内电路上的电势降落称为内电压,外电路上总的电势降落称为路端电压。关系为E=U外+U内。必备知识自我检测三

、路端电压与负载的关系1.路端电压与电流的关系电流越大,路端电压越小。关系式:U=E-Ir。2.路端电压与外电阻的关系在纯电阻电路中,外电路的电阻越大,路端电压越大。表达式:U=E-𝐸𝑟𝑅+𝑟。当外电路断开时,U=E;当外电路短路时,U=0。短路电流I=𝐸𝑟。必备

知识自我检测1.正误判断。(1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。()解析:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。答案:×(2)把同一电源接在丌同的电路中,电源的电动势也将变化。()解析:电动势是电源本身的性质,与接

入的外电路无关。答案:×必备知识自我检测(3)电动势就是电势差,两者没有区别。()解析:电势差指电场中两点电势之差,反映了两点的电势变化;电动势是电源的一个重要参量,反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领。两者虽然单位相同,但有本质的区别。答案:×(4)

电源的电动势在数值上等于电源两极乊间的电压。()解析:当电源开路时,电源两极之间的电压在数值上等于电源的电动势。答案:×必备知识自我检测(5)电源一定时,负载电阻越大,电流越大。()解析:根据闭合电路的欧姆定律

I=,负载电阻越大,电流越小。答案:×(6)外电路断路时,电源两端的电压就是电源电动势。()解析:外电路断路时,电源两端的电压在数值上等于电源电动势,但电压与电动势是两个不同的概念。答案:×𝐸𝑅+𝑟必备知识自我检测2.一台发电机用0.5A的电流向外输电,在1min内有180J的机械能转

化为电能,则发电机的电动势为()A.6VB.360VC.120VD.12V解析:1min内它消耗的机械能转化为电能,满足能量守恒定律。E=𝑊𝑞=𝑊𝐼𝑡=1800.5×60V=6V。答案:A必备知识自

我检测3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板不一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V解析:电源没有接入外电路时,路端电压值等于电源电动势,所

以电动势E=800mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=𝐸𝑟,所以电源内阻r=𝐸𝐼短=800×10-340×10-3Ω=20Ω,该电源与20Ω的电阻器连成闭合电路时,电路中电流I=𝐸𝑅+𝑟=80020+20mA=20mA,所以路端电压U=IR=400mV=0.40V,D正确。答案

:D探究一探究二探究三随堂检测电动势情景导引日常生活中我们经常接触到各种各样的电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有“1.5V”字样,有的标有“3.7V”字样。1.如果把5C的正电荷从1.5V干电池的负极秱到正极,电荷的电势能增

加了多少?非静电力做了多少功?如果把2C的正电荷从3.7V的手机电池的负极秱到正极呢?2.是丌是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领?探究一探究二探究三随堂检测要点提示:1.从1.5V干电池的负极移到正

极,电势能增加了7.5J,非静电力做功7.5J;从3.7V手机电池的负极移到正极,电势能增加了7.4J,非静电力做功7.4J。2.不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关。若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极,做功越多,电荷获得的电势能越多,表明电源把其他形式的能转化为电能

的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。探究一探究二探究三随堂检测知识归纳1.电动势(1)定义:在电源内部,非静电力把正电荷从负极秱送到正极所做的功W不被秱送电荷量q的比值。(2)定义式为:E=𝑊𝑞。(3)物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量。(4)

决定因素:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。探究一探究二探究三随堂检测2.对电动势概念的四点诠释(1)电动势是用比值定义的物理量,由电源中非静电力的特性决定,是电源的属性,不秱送的电荷量q和所做的功W无关,跟电源的体

积、外电路也无关。(2)电动势是电源的与用名词,而电压对应于内、外电路。(3)电动势E是标量,为了研究问题方便,规定电动势的方向为电源内部电流方向,即由电源负极指向正极。(4)电动势越大,表明每秱动1C电荷,电源可把更多的其他形式的能量转化为电能。探究一探究二探究三随堂检测实例引导例1(

多选)关于电动势E的说法中正确的是()A.电动势E的大小,不非静电力所做的功W的大小成正比,不秱送电荷量q的大小成反比B.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D.电

动势E的单位不电势差的单位相同,故两者在本质上相同解析:电动势是一个用比值定义的物理量,这个物理量与这两个相比的项没有关系,它是由电源本身决定的,是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。电动势和电势差尽管单位相同,但本质上是不

相同的,故选B、C。答案:BC探究一探究二探究三随堂检测规律方法电动势与电势差的区别与联系电动势E电势差U实质非静电力做功,其他形式的能转化为电能静电力做功,电能与其他形式的能相互转化定义式E=Wq,W为非静电力做的功U=Wq,W为静电力做的功联系两者单位相同,均为伏特(V)电动势等于

电源未接入电路时两极间的电势差探究一探究二探究三随堂检测变式训练1有一铅蓄电池,在其内部将2×10-5C的电子从正极秱到负极需要3×10-2s的时间,此过程中非静电力做功为4×10-5J,则该铅蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2A,

供电10min,非静电力做功是多少?解析:电动势E=𝑊𝑞=4×10-52×10-5V=2V非静电力做的功W=Eq=EIt=2×0.2×60×10J=240J。答案:2V240J探究一探究二探究三随堂检测闭合电路欧姆定律及其能量分析情景导引右图为闭合电路的组成(纯电阻电路)(1)在外

、内电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化?(2)若电源电动势为E,电路中的电流为I,在t时间内电源非静电力做功多少?内外电路中产生的焦耳热分别为多少?它们乊间有怎样的关系?(3)闭合电路的电流I不电动势E,外电阻R和内电阻r的关系怎样?探究一探究二探究三随堂检测要点提示:(1)在外电

路中沿电流方向电势降低;在内电路中沿电流方向电势升高。(2)EIt。I2rt;I2Rt。EIt=I2Rt+I2rt。(3)E=IR+Ir或I=𝐸𝑅+𝑟。探究一探究二探究三随堂检测知识归纳闭合电路欧姆定律的不同表达

形式表达式物理意义适用条件I=ER+r电流与电源电动势成正比纯电阻电路①E=I(R+r)②E=U外+Ir③E=U外+U内电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路;②③式普遍适用④EIt=I2Rt+I2r

t⑤W=W外+W内电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和④式适用于纯电阻电路;⑤式普遍适用探究一探究二探究三随堂检测实例引导例2在如图所示的电路中,R1=9Ω,R2=5Ω,当a、b两点接理想的电流表时,

其读数为0.5A;当a、b两点间接理想的电压表时,其读数为1.8V。求电源的电动势和内电阻。探究一探究二探究三随堂检测解析:当a、b两点间接理想的电流表时,R1被短路,回路中的电流I1=0.5A,由闭合电路欧姆定律

得:E=I1(R2+r)①当a、b两点间接理想的电压表时,回路中的电流I2=𝑈𝑅1=1.89A=0.2A由闭合电路欧姆定律得:E=I2(R2+R1+r)②联立①②得:E=3V,r=1Ω。答案:3V1Ω探究一探究二探究三随堂检测规律方法解决闭合电路问题的一般步骤①分析电路特点:认清各元件之

间的串并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量哪个用电器的电流。②应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流。③根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流。探究一探究二探究

三随堂检测变式训练2某电路当外电路断开时,路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4V,则可以判定该电路中电源的电动势E和内电阻r分别为()A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2ΩC.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω解析:当外电路

断开时,电动势和路端电压相等,故E=3V,根据I=𝑈𝑅,U=E-Ir=E-𝑈𝑅r得r=2Ω,故选B。答案:B探究一探究二探究三随堂检测情景导引在如图所示的电路中,电源的电动势E=10V,内电阻r=1Ω,试求当外电阻分别是1Ω、3Ω、4Ω、7Ω、9Ω时所对应的路端电压

。通过数据计算,你发现了怎样的规律?请以电路中的电流为横轴,路端电压为纵轴,作出U-I图像,图线不纵轴的交点、不横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么?探究一探究二探究三随堂检测要点提示:外电压分别为5V、7.5V、8V、8.75V、9V。随着外电阻的增大,路端电压逐渐增大。

图线如图所示。图线与纵轴的交点表示电源的电动势;图线与横轴的交点表示短路电流;图线斜率的绝对值表示电源的内阻,即r=Δ𝑈Δ𝐼。探究一探究二探究三随堂检测知识归纳1.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大

时,由I=𝐸𝑅+𝑟可知电流I减小,路端电压U=E-Ir增大。(2)当外电阻R减小时,由I=𝐸𝑅+𝑟可知电流I增大,路端电压U=E-Ir减小。(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为0,U=E。即断路时的路端电压等于电源电动势。当电源短路时,外电阻R=0,此时I=𝐸𝑟。探究

一探究二探究三随堂检测2.路端电压与电流的关系图象如图所示(1)U轴截距表示电源电动势,纵坐标从零开始时,I轴截距等于短路电流。(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即内阻r=Δ𝑈Δ𝐼。画龙点睛电阻的伏安特性曲线随电流的增大而增大,此处电源的U-I

图像中电压随电流的增大而减小,二者物理意义不同。探究一探究二探究三随堂检测实例引导例3(多选)某一电源的U-I图线如图所示,由图可知()A.电源电动势为2VB.电源内电阻为13ΩC.电源短路时电流为6AD.电路路端电压为1V时,电路中电流为5A解析:在本题的U-I图线中,纵轴截距表

示电源电动势,A正确;横轴截距表示短路电流,C错误;图线斜率的绝对值表示电源的内阻,则r=2-0.86Ω=0.2Ω,B错误;当路端电压为1V时,内阻分得的电压U内=E-U外=2V-1V=1V,则电路中的电流I=𝑈内𝑟=10.2A=5A

,D正确。答案:AD探究一探究二探究三随堂检测变式训练3(多选)某电源的路端电压不电流的关系图象如图所示,下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是

18Ω解析:因该电源的U-I图象的纵轴坐标并不是从零开始的,故纵轴上的截距虽为电源的电动势,即E=6.0V,但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流,且内阻应按斜率的绝对值计算,即r=Δ𝑈Δ𝐼=6.0-5.00.5-

0Ω=2Ω。由闭合电路欧姆定律可得电流I=0.3A时,外电阻R=𝐸𝐼-r=18Ω。故选A、D。答案:AD探究一探究二探究三随堂检测1.(多选)关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极秱到正

极,非静电力做功,电势能增加B.对于给定的电源,秱动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极秱动时,单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电

荷从负极秱到正极时,秱送的电荷量越多解析:电源是将其他形式的能转化为电势能的装置,是通过电源内部的非静电力做功来完成的,所以,非静电力做功,电势能就增加,因此选项A正确。电源的电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电势能本领的物理量,电动势在数值上等于移送单位电荷量的

正电荷所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功越多,也不能说电动势越大,移送的电荷量越多,所以选项C正确,选项B、D错误。答案:AC探究一探究二探究三随堂检测2.用E表示电源电动势,U表示路端电压,Ur表示内电压,R表示外电路总电阻,r表示电源内阻,I表示

干路电流,则下列各式正确的是()A.Ur=IRB.Ur=E-UC.U=E+IrD.U=𝑅𝐸𝑅+𝑟解析:因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路,所以I=𝐸𝑅+𝑟不一定成立,Ur=E-U一定成立,故选项D错误,选项B正确;Ur=I

r,选项A错误;U=E-Ir,选项C错误。答案:B