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第二節(jié)：閉合電路的歐姆定律
人教版物理必修第三冊(cè)第十二章《電能 能量守恒定律》
電流是如何形成的？
1
形成持續(xù)電流的條件是什么？
2
電源是什么？其作用是什么？
3
如何描述電流強(qiáng)弱？
4
5
電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式？
溫故而知新
電荷的定向移動(dòng)
①電源 ②閉合電路
①能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置
②保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓)
電流強(qiáng)度I=q/t
I=nqvs
太陽(yáng)能電池
干電池
鉛蓄電池
鋰電池
鋅汞電池
問(wèn)題：干電池有____V標(biāo)志,鋅汞電池有_____V標(biāo)志,鉛蓄電池有_____V標(biāo)志。這些標(biāo)志表示一個(gè)什么共同的物理量？真的是電壓?jiǎn)幔?br/>1.5
1.2
2.0
生活中的電池
電源的本質(zhì)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
+
外電路
內(nèi)電路
非靜電力
電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置
常見(jiàn)非靜電力
非靜電力是化學(xué)作用
電源內(nèi)部非靜電力克服電場(chǎng)力做功
把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能
非靜電力是電磁作用
思考：
不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)相同嗎？
電動(dòng)勢(shì)
1、引入目的：
反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。
比值法定義物理量。該式為度量式。E與W、q無(wú)關(guān)。
2、度量方式：
3、決定因素：
電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān)，也跟外電路無(wú)關(guān)。
4、矢量標(biāo)量：
電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量
5、單位換算：
V 1V=1J/C 1kV=103V
電源的參量
電動(dòng)勢(shì)
1
描述電源將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的強(qiáng)弱
電池的容量
3
電池放電時(shí)能輸出的總電荷量，通常以安培小時(shí)（A·h）或毫安小時(shí)（mA ·h）做單位
電源內(nèi)電阻 r
2
描述電源內(nèi)部對(duì)電流阻礙作用的大小
1.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)，以下說(shuō)法正確的是 ( )
A．由電動(dòng)勢(shì)E=W/q，可知E跟q成反比，電路中移送的電荷越多，電動(dòng)勢(shì)越小
B．由電動(dòng)勢(shì)E=W/q，可知E跟W成正比，電源做的功越多，電動(dòng)勢(shì)越大
C．由電動(dòng)勢(shì)E=W/q，可知電動(dòng)勢(shì)E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小無(wú)關(guān)，由電源本身決定
D．以上說(shuō)法都不對(duì)
問(wèn)題與練習(xí)
C
2.（多選）關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜
電力做功，電能增加
B. 對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷，非靜電力
做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大
C. 電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從
負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多
D. 電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把
正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多
AC
3.（多選）鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為 2 V，這表示（ ）
A. 電路中每通過(guò) 1 C 的電量，電源把 2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br/>B. 該蓄電池接入電路工作時(shí)，電池兩極間的電壓恒為2V
C. 蓄電池在 1s 內(nèi)將 2J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能
D. 蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）強(qiáng)
ABD
③我們前面學(xué)過(guò)的歐姆定律內(nèi)容？
①什么是電源？它的作用是什么？
②電源電動(dòng)勢(shì)的概念 物理意義
通過(guò)非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。
意義：電動(dòng)勢(shì)表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)
定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。
V
A
導(dǎo)體
部分電路的歐姆定律
問(wèn)題：閉合電路中的電流與哪些因素有關(guān)？如何計(jì)算？
閉合電路:
外電路
內(nèi)電路
①構(gòu)成：用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路
②外電路:電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路.
③內(nèi)電路:電源內(nèi)部是內(nèi)電路.
外電路
內(nèi)電路
思考與討論
1、若外電路中的用電器都是純電阻R，在時(shí)間t內(nèi)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？
Q外=I2R t
2、內(nèi)電路也有電阻r，當(dāng)電流通過(guò)內(nèi)電路時(shí)，也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是多少？
Q內(nèi)=I2 r t
3、電流流經(jīng)電源時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)非靜電力做多少功？
W非=Eq＝ EIt
W非=Q外+ Q內(nèi)
EIt =I2Rt ＋I(xiàn)2rt
E =IR＋I(xiàn)r
根據(jù)能量守恒定律
說(shuō)明：以上的推導(dǎo)過(guò)程都是在純電阻電路中進(jìn)行！
閉合電路歐姆定律
1、內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比
2、公式：
（純電阻電路）
（純電阻電路）
外電壓
內(nèi)電壓
E = U外+ U內(nèi)
電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和
b
d
a
c
適用于一切閉合電路
路端電壓
E=U外+U內(nèi)
U內(nèi)= Ir
E=U外+Ir
U外=E－Ir
兩個(gè)特例：
①外電路斷路時(shí):
a
b
②外電路短路時(shí):
a
b
R=∞ I=0 U內(nèi)=0 U外=E
R=0 I=E/r U內(nèi)=E U外=0
R
I
U內(nèi)
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U內(nèi)= Ir
E=U外+U內(nèi)
R
I
U內(nèi)
U外
E. r 一定
I =
E
R+r
U內(nèi)= Ir
E=U外+U內(nèi)
探究路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系
結(jié)論：路端電壓隨著外電阻的增大（減小）而增大（減小）。
邏輯推理：
問(wèn)題：閉合開(kāi)關(guān)S.逐漸增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，電壓表示數(shù)如何變化？
思考：根據(jù)路端電壓表達(dá)式：
你能否做出路端電壓與電流關(guān)系圖象？并由圖像發(fā)現(xiàn)一些什么特性？
U外=E－Ir
路端電壓與電流關(guān)系圖象
（1）圖象的函數(shù)表達(dá)：
U外=E－Ir
（2）圖象的物理意義:
某個(gè)電源，E、r是一定的
O
I/A
U /V
3
1
2
1.5
0.5
1.0
①在縱軸上的截距表示什么？
②在橫軸上的截距表示什么？
③圖象的斜率表示什么？
縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E．
橫軸上的截距表示電源的短路電流
圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害
電源的外特性曲線
解：根據(jù)全電路歐姆定律，可列出方程:
例1、如圖所示，R1 = 8.0 W，R2 = 5.0 W，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān) S 扳到位置 1 時(shí)，則得的電流 I1 = 0.2 A；當(dāng)S 扳到位置 2 時(shí)，測(cè)得電流 I 2 = 0.3 A。求電源電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)電阻r。
r
S
E
A
R
1
R
2
1
2
典例分析
消去E ，可得電源的內(nèi)電阻為
電源的電動(dòng)勢(shì)為
討論：此例給出了一種測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法。
例2、4盞 “220 V，100 W”的燈泡，并聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為220 V、內(nèi)阻為 2 W的電源上。
（1）只打開(kāi) 1 盞燈時(shí)，此燈兩端的電壓是多少？
（2）同時(shí)打開(kāi)4 盞燈時(shí)，此燈兩端的電壓又是多少？
解:（1）根據(jù)燈泡上的額定電壓和額定功率，計(jì)算出燈泡的電阻為
只打開(kāi)1盞燈時(shí)，外電阻R1 = 484 W，電路中的電流為
（2）同時(shí)打開(kāi)4盞燈時(shí)，外電阻為
電燈兩端電壓為
討論：從此例可以看出，并聯(lián)的電燈開(kāi)得越多，外電阻就越小，路端電壓就越小。
電燈兩端的電壓為
小 結(jié)
1．閉合電路歐姆定律
2．路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：
（1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．
（2）表達(dá)式：
（1）路端電壓隨外電路電阻R增大而增大
斷路:
短路:
（2）路端電壓U隨電流I變化的圖象．
（純電阻電路）
R=∞ I=0 U內(nèi)=0 U外=E
R=0 I=E/r U內(nèi)=E U外=0
U外=E－Ir
U
I
O
E
I短

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