高中物理人教版 (2019)必修 第三册闭合电路的欧姆定律教学ppt课件

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ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，Q外I2Rt，Q内I2Rt，W非qEIEt，WQ外+Q内，EIR+Ir，U外IR，U内Ir，EU外+U内，实验探究等内容，欢迎下载使用。
为什么家里的电暖器通电一段时间后会变得很烫，而相同时间内连接它的导线却几乎不发热？这与电流通过导体时的能量转化有什么关系？
一. 电动势二、闭合电路欧姆定律及能量分析三. 路端电压与负载的关系四、电源的功率和效率五、欧姆表的原理六. 课堂小结七. 练习与应用八. 提升训练
2.闭合电路的欧姆定律
如图，由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（clsed circuit）。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
在金属导体中，自由移动的是自由电子。但电流方向为正电荷定向移动的方向，下面按正电荷的移动进行讨论。
1.电源外部，正电荷将怎样移动？
2.电源内部，正电荷将怎样移动？
3.电源内部电场力做正功还是负功？
4.什么力来克服电场力做功？
电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。
思考：不同类型的电源是把什么能转化为电势能？
　　不同的水泵，把相同质量的水抽到的最大高度是不同的。也就是能使相同质量的水增加的重力势能不同。那么，我们如何定义水泵这种抽水能力的不同？
　　可以用水泵使单位质量的水增加的重力势能，来定义水泵的抽水能力。
　 那么又该如何反映不同的电源将其他形式的能转化为电势能的本领的不同？
　　非静电力对单位电荷量所做的功。
1.定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功与所移动的电荷量的比值叫做电动势（electrmtive frce）。
数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（W：非静电力做的功 q：电荷量）
3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。
5.特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。
3.电池的容量Q :电池放电时能输出的总电荷量。 单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)
2.电源的内阻r :电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻,用符号r表示。
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二、闭合电路欧姆定律及能量分析
思考与讨论(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？
①在外电路中正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动,沿电流方向电势降低；②通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。我们可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联（图12.2-3），这个电阻的电势也会沿电流方向降低。
思考与讨论(2) 对于闭合电路来说，内、外电路都会出现电势降低，电势能减少。那么，电流 I 跟电源的电动势 E 及内阻 r、外电路的电阻 R 之间会有怎样的关系呢?
①写出在t 时间内，外电路中消耗的电能Q外的表达式？ ②写出在t 时间内，内电路中消耗的电能Q内的表达式？ ③写出在t 时间内，电源中非静电力做的功W 的表达式？根据能量守恒定律它们之间有什么关系？
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
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，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
(3) 适用于纯电阻电路。
E=U外+U内 = U外+Ir 适用于任何电路。
闭合电路欧姆定律的另一种表达形式
适用条件：任意电路（纯电阻或非纯电阻电路均可）
意义: 电源的电动势等于内、外电路电势降落之和.
三、路端电压与负载的关系
外电阻 R 增大 ，电流I ，路端电压U 。
外电阻 R 减小，电流I ，路端电压U 。
U=-rI+E
U=U外；U内=Ir
依次闭合电键S1、S2、S3，小灯泡L1的亮度为何会变暗呢？
该处横坐标为 0，说明什么？
该处纵坐标为 0，说明什么？
1.电源的总功率P总=IE
2.内耗功率：P内=I2r
3.输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外
当外电阻为纯电阻电路时
试推导输出功率P出出与外电阻R外的关系
5.电源效率与电阻的关系
由上可知,R增大时电源效率提高。当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。
　　如图所示是欧姆表电路图，设电源的电动势为 E ，内阻为 r，电流表的电阻为 Rg ，可调电阻为 R1 ，电流表满偏电流为 Ig ，欧姆表的总电阻为 RΩ 。　　
　　当两表笔直接接触时，电流表指针指在最大值 Ig 处，由闭合电路的欧姆定律可得：
问：A、B间接一个150Ω的电阻R0,电流表指针指着多少刻度的位置?
电源电动势E =1.5V，内阻r =0.5Ω，电流表满偏电流Ig=10mA，电流表电阻Rg=7.5Ω，调零电阻142Ω，
待测电阻 = 欧姆表内阻时，指针在刻度盘中央，该待测电阻叫中值电阻
如果把任意电阻Rx 接在A、B间
电阻与电流存在一一对应的关系。因此，只要将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻值，Rx与I 之间不是线性关系，所以刻度盘上电阻值的刻度不均匀。
(1) 零刻度在右边，左边为无限大。
(2)刻度不均匀,左密右疏。
(3) 中间刻度比较均匀，故当指针指在表盘中间刻度附近时，测量结果比较准确。
【练习1】（多选）图1为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图。实验中测得多组电压和电流值，通过描点作图得到如图2的U-I图线。下列判断正确的是（　　）A．电源的电动势E=1.5VB．电源的内阻r=3.0ΩC．当电压为1.4V时，外电路电阻阻值R=14ΩD．当电流为0.2A时，电源内电压U内=1.5V
【练习2】（多选）如图所示，直线A为某电源的U—I图线，曲线B为某小灯泡L的U—I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）A．灯泡L的额定电压为2V，额定功率为4WB．此电源的内电阻为0.5Ω，此时灯泡L的电阻大于1ΩC．此时电源内阻的热功率为4WD．把灯泡L换成阻值恒为0.5Ω的纯电阻，电源的输出功率将增大，但效率降低
【练习3】（2022·四川师范大学附属中学高二期中）如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者（　　）A．电流表示数大 B．电压表示数小C．电源内阻的电压小D．路端电压小