人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律教课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律教课课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了导入一，导入二，环节二电动势，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

　　按电路图完成电路连接，闭合开关S1，使小灯泡发光，然后断开开关。　　四盏小灯泡的连接方式是怎样的？若依次闭合开关S1、S2、S3、S4，则电压表的示数是否变化？灯泡的亮度会如何变化？
　　现象：逐个闭合开关，灯泡变暗，电压表的示数减小；逐个断开开关，灯泡变亮，电压表的示数增大。　　原因：干电池(电源)两端的电压发生了变化。随着用电器的并入，外电路的电阻减小，电源两端的电压变低，用电器两端电压也变低。　　为什么灯泡两端的电压会随着并联电路的增加而减小呢？利用初中所学知识分析可知，随着并联灯泡的增加，灯泡两端的电压是不会变化的。是不是初中时讲错了呢？
　　如图所示的电路中，闭合开关使小灯泡正常工作时，发生了哪些能量转化？是通过什么力做功实现的？　　电源提供的电能转化为灯泡的内能和导线的内能。是通过电场力做功实现的。　　电源是如何产生电能的呢？
　　初中研究的电路是如图所示的外电路，电源是恒压源。　　现在研究的是包括了电源部分的整个电路，叫作闭合电路。
环节一：闭合电路的结构
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的方向为正电荷移动的方向，根据右图，按正电荷的移动进行讨论。　　(1)内、外电路的电流方向是怎样的？　　内电路：由电源负极到电源正极；外电路：由电源正极到电源负极。
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的方向为正电荷移动的方向，根据右图，按正电荷的移动进行讨论。　　(2)内、外电路的电场强度方向是怎样的？　　内电路的电场强度：由正极指向负极；外电路：沿导线由正极指向负极；由高电势指向低电势。
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的方向为正电荷移动的方向，根据右图，按正电荷的移动进行讨论。　　(3)沿电流方向的电势是怎样变化的？　　外电路沿电流方向电势降低，内电路沿电流方向电势升高。
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子。但电流的方向为正电荷移动的方向，根据右图，按正电荷的移动进行讨论。　　(4)正电荷在外电路、内电路中受到的电场力做功的正负是怎样的？　　在外电路中，电场力做正功，电势能减少，电势能转化为其他形式的能；在内电路中，电场力做负功，电势能增加。
　　在电源内部，正电荷从电源负极运动到电源正极的过程中，电场力起阻碍作用，那正电荷靠什么力运动到正极呢？增加的电势能是哪来的呢？　　(1)如图所示的化学电池内部，在正、负极附近发生化学反应。
　　(2)由d到c，电势升高，化学力做正功，电势能增加，达到平衡时电压为Ucd>0。　　(3)由c到b，电势降低，电场力做正功，电势能减少，产生电热，电压为Ubc<0。　　(4)由b到a，电势升高，化学力做正功，电势能增加，达到平衡时电压为Uab>0。
　　(5)这种电池内部电势的变化可以用右图表示。　　外电路：由a到d，电势降低。　　内电路：由d到c，电势升高；由c到b，电势降低；由b到a，电势升高。　　总结：通过电源内部ab、cd两部分的化学反应，将化学能转化为电势能。这种转化过程可以看成某种力做功，这种力不是静电力，可能是化学力、磁场力等，是非静电力。
　　电源是不断将正电荷从电源负极搬运到电源正极的装置，请从能量转化的角度说明一下，什么是电源？　　从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
　　设时间t内电路中通过电阻R的正电荷量为q，则这段时间内有多少化学能转化为电势能？　　W非=qUcd+qUab，ΔE=W非=qUcd+qUab。
　　怎样比较不同电池中非静电力做功的本领呢？可以类比比较做功快慢、比较运动快慢、比较压力的作用效果的方法吗？　　用转化的能量与搬运电荷的比值。
　　如图所示的两种不同电池，其电动势均为1.5 V。型号不同的干电池，其电动势相同，这是什么原因？　　干电池的材料是一样的，转化电能的本领相同。　　干电池的体积越大，储存的化学能越多。
　　电源中其他形式的能转化为电能时都存在非静电力做功，但非静电力不是某一种力。电池有化学电池、太阳能电池和生物电池等类型，其非静电力也不都是化学反应。
　　如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路中的电流为I。从能量的转化与守恒方面分析一下，闭合电路(内电路+外电路)完成了怎样的能量转化？能列出能量守恒方程吗？
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
　　总结：如图所示的电路中，电源内部非静电力做的功等于电流在内电路、外电路做的功，即W非=W外+W内。　　由焦耳定律还可得：Eq=I2Rt+I2rt。
　　结合电流的定义式，能写出闭合电路的欧姆定律吗？　　电流的定义式：q=It，　　将上式代入Eq=I2Rt+I2rt中，可以得到：EIt=I2Rt+I2rt，　　整理可得：E=IR+Ir=U外+U内。
　　能利用闭合电路的欧姆定律解释课前的实验现象吗？　　依次闭合开关，并联的电灯越多，并联电路的总电阻越小，干路电流越大。由E=IR+Ir得U灯 =E-Ir，随着干路电流I的增大，U灯减小，灯的亮度变暗。