高中物理人教版 (2019)必修 第三册闭合电路的欧姆定律教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册闭合电路的欧姆定律教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了干电池，发电机，电动势，物理意义，电源的重要参数，1电源的电动势，2电池的容量，3电阻，外电路，内电路等内容，欢迎下载使用。
1.电源外部，正电荷将怎样动？
2.电源的内部电场方向如何？
3.电源内部，正电荷将怎样移动？
5.电源内部的正电荷受到电场力方向? 电场力做正功还是负功？
6.什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？
4.电源外部和内部的电流方向怎样的？
不同的电源非静电力虽不同，但从能量转化的角度看它们所起的作用是相同的，都是把其它形式的能转化为电势能。
非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。
反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
伏特 V 1V=1J/C
电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否连入电路及外电路的情况无关。
思考：干电池有1.5V标志,锌汞电池有1.2V标志, 它的物理意义是什么？
6.电动势与电势差的区别
电池上标称的“1.5V”即为电源电动势，表示该电源在工作时能够使电路中每1C电荷量增加1.5J的电能。或者说非静电力对每1C电量做功为1.5J.
电池放电时能输出的总电荷量——单位：A·h；mA·h
对同一种电池，体积越大，容量越大，内阻越小。
电源内部也是由导体构成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻。
1.闭合电路中的电势变化
电源两极之间的外部电路包括用电器和导线等。
电源两极之间的电压U外，也叫路端电压。
内电路两端的电压U内。
外电路中沿电流方向电势降低
内电路中非静电力做功使电势跃升；电源有一定的电阻电流流过电势降低；整体来说，从负极到正极电势升高。
2.闭合电路中的能量关系
问题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？
问题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？
问题3：电流流经电源时，在时间t内非静电力做多少功？
问题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。
EIt=I2Rt+I2rt
3.闭合电路中的欧姆定律
闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比。
①U外是外电路上的电势降落称为外电压,也叫路端电压。
②U内是内电路上的电势降落称为内电压。
例1.现有电动势1.5V、内阻1.0Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个 “6.0V 0.6W”的用电器供电，以保证用电器在额定状态下工作。问：最少要用几节这 种电池？电路还需要一个定值电阻做分压用，请计算这个电阻的规格。提示：串联电 池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻等于各个电池内阻之和。
例2.如图, R1=14Ω，R2=9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表示数为I1=0.2A；当开关S 切换到位置2时电流表的示数为I2=0.3A.求电源的电动势E和内阻r.
思考：这道题为我们提供了一种测量电源的电动势E和内阻r的方法。如果没有电流表， 只有电压表，如何设计实验测量电源的内阻和电动势?
R外增大，I减小，U外增大
R外减小，I增大，U外减小
3.电源的U-I图像:
R→∞；I→0；U内→0；U外→E
横截距——短路电流I短
斜率——绝对值为电源内阻
例3.在如图(a)所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S,将滑动变阻器的 滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中,电压表(内阻极大)的示数与电流表示数的关 系图线如图(b)所示。则( ) A.电源电动势为4V B.电源内电阻的阻值为10Ω C.定值电阻R1阻值为10Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
4.闭合电路的动态分析
(1)程序法：部分——整体——部分
(2)结论法：并同串反
例4.在如图所示的电路中,当变阻器R3的滑动头P由a端向b端移动时( ) A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电压表示数变小，电流表示数变大 C.电压表示数变大，电流表示数变大 D.电压表示数变小，电流表示数变小
电源内阻消耗的功率——
3.电源的输出功率随外电阻变化的规律
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝E2/4r，此时电源效率η＝50%。(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。
4.电源的效率随外电阻变化的规律
——随外电阻增大而增大
例5.一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图 线分别如右图所示，求： (1)电源的电动势和内阻； (2)电源的路端电压； (3)电源的输出功率．
例6.如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器 R2的阻值范围为0～10Ω。 （1）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？ （3）当滑动变阻器的阻值多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？
断路——电压不为零，电流为零
短路——电压为零，电流不为零
电压表示数为零：并联路段内有短路，或并联路段外到电源两极有断路
电压表示数不为零：并联路段外内无短路，或并联路段外到电源两极无断路
例7.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流 表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( ) A. R1短路 B. R2短路 C. R3短路 D. R1断路
例8.如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针 有明显偏转，该电路的故障可能是（ ） A.灯L2的灯丝断或灯座未接通 B.电流表坏了或未接好 C.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路 D.电流表和灯L1、L2都坏了
2.含电容器的电路分析
(1)电路稳定时，含电容器的支路无电流通过简化电路时可视为断路。
(2)电容器两端电压等于和它并联的用电器两端电压。
(3)与电容器串联的电阻不会影响电容器两端电压。
(4)电容器两端电压升高时将被充电，降低时将放电。
(5)电容器两极板极性不变时△Q=Q2-Q1,变化时△Q=Q2+Q1。
例9.在如图所示的电路中,电源电动势E=3.0V,内电阻r=1.0Ω;电阻R1=10Ω,R2=10Ω, R3=30Ω,R4=35Ω；电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电。求： (1)接通开关S前R1、R2两端的电压。 (2)接通开关S后流过R4的总电荷量。
3.关于电阻公式的问题
(1)R=U/I适用于一切电阻
(2)R=△U/△I只适用于定值电阻
例10.在如图所示的电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电 表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分 别用△I、△U1、△U2和△U3表示。下列比值正确的是( ) A. U1/I不变,△U1/△I变大 B. U2/I变大,△U2/△I变大 C. U2/I变大,△U2/△I不变 D. U3/I变大,△U3/△I不变