必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律备课课件ppt

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干电池、蓄电池：化学能　　　电能　　　　　
太阳能电池：太阳能　 　电能
生活中我们用的干电池大小不一，但上面都标着“1.5V”.“1.5V”是我们初中所学的电压吗？
我们知道要使灯泡发光，电路得是闭合的.当电路闭合时，电源外部与内部的正电荷移动方向一样吗？
一、电源的作用： ①把电子从A搬运到B的装置，保持导体两端的电压（电势差），使电路中有持续的电流.
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?
要在电源两极产生并维持一个恒定的电势差，就必须有一种力能够不断地把正电荷由负极经电源内部移送到正极, 这种力一定不是静电力, 我们把这种力称为非静电力.
电源内部的非静电力是由什么提供的？
电场力做正功电势能减少
电势能转化为其他形式能量
非静电力做正功电势能增加
其他形式能量转化为电势能
电源内部的能量是怎样转化的？
抽水机增加水的重力势能
不同的抽水机 抽水的本领(举起高度)不同，使单位质量的水所增加的重力势能不同
不同的电源 非静电力做功的本领不同，使单位正电荷所增加的电势能不同
1.定义：数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
W：非静电力做的功q ：电荷量
6.特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关, 也跟外电路无关.
5.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量.
讨论：电动势E与电压U的区别
1、两个公式中W分别表示什么力做功?
中，W表示电源内部非静电力做的功.中，W表示电源外部电场力做的功.
2、能量是如何转化的?
其他形式能量转化为电势能，E反映电源的特性.
电势能转化为其他形式能量，U反映电场的特性.
电动势和电压的区别与联系
3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量. 单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)
手机待机时间长短和哪个参数有关?
2.电源的内阻:电源内部导体的电阻.
提高电荷的电势能，维持电路两端电压不变
没有接入电路时电源两端的电压
描述电源将其他形式能量转化为电能的本领强弱
由电源本身性质决定，与外界条件无关
例1.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移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷，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移送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向正极移送电荷量越多
解析：选AC.电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，选项A正确．电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确.
例2.将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时， 求：(1)有多少其他形式的能转化为电能. (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能.
解析：(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J电源中共有18 J其他形式的能转化为电能.(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能.
问题探究一、右图是由电源和电阻构成的简单的闭合电路，分析电路，回答下列问题：1.闭合电路有哪几部分组成？2.各部分是否有电阻？3.各部分是否有电压？
外电路:电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，用R表示内电路:电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，用r表示
电路的组成和基本物理量:(1)内电路、内电阻、内电压U内．
(2)外电路、外电阻、外电压U外思考： 内电压U内、外电压U外与电源的电动势E关系如何？
问题探究二、闭合电路外电路和内电路的电势是如何变化的？
外电路中沿电流方向电势降低
2、闭合电路中电势的变化情况
2、内电路中电势的变化
电源内电路中，沿电流方向电势升中有降，升高E，并降低Ir
电源提供的电能为：W非静电力=qE=IEt
（1）合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能，如何计算？
问题探究三、闭合电路能量转化
（2）合上开关，在时间t内，整个电路中电能转化为什么能？是多少？
外电路产生电热为：Q外=I2Rt
内电路产生电热为：Q内=I2Rt
电源提供的电能为：W=qE=IEt
（3）在时间t内，写出闭合回路的能量转化与守恒方程
内电路产生电热为：Q内=I2rt
由能量守恒：
2、IEt=I2Rt+I2rt
电动势与内电压和外电压的关系
1. W非=EIt=Q外+Q内
2. EIt=I2Rt+I2rt
3. EI=I2R+I2r
【深入探究】 1、2、3三式反映了闭合电路中的什么规律？ 4、5二式反映了闭合电路中的什么规律？ 6式反映了闭合电路中的什么规律？
【深入探究】 4、5二式反映了闭合电路中的什么规律？ 外电路电势降低，内电路电势“升中有降”，电动势等于内外电路电势降落之和。
思考：欧姆定律的三种表达形式对于纯电阻电路和非纯电阻电路是否都适用？
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
电路中的电势变化情况:不能忽略的一个问题，电源有内阻
例1 :如图所示，R1 = 8.0 Ω，R2 = 5.0 Ω ，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时，测得的电流 I1 = 0.2 A；当S 扳到位置 2 时，测得电流 I 2 = 0.3 A。求电源电动势E 和内电阻r。
答案：r=1.0 Ω，E=1.80V
1．一块太阳能电池，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池与一阻值为20 Ω的电阻器构成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)A．0.10 V　　　B．0.20 VC．0.30 V D．0.40 V
外电路开路，电源两端的电压等于电动势大小
路端电压就是外电阻两端的电压U＝IR＝400 mV＝0.40 V
问题探究四、当外电阻变化时，路端电压如何变化？
为何新旧电池不能混用？
解释：电池用久后，里面的物质由于电化学反应发生变化，导致内电阻变大，内电阻分压增大，输出的电压就减小。
闭合电路的伏安特性曲线 ——路端电压U随电流I变化的图象．
(1)图象的函数表达
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻．
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．
例2：如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则( ) A.电灯L更亮,安培表的示数减小 B.电灯L更亮,安培表的示数增大 C.电灯L变暗,安培表的示数减小 D.电灯L变暗,安培表的示数增大
①R1电阻变大②线路中电流变小，A示数变小③内电压变小④外电压变大，L两端电压变大，灯变亮
恒定电流电路的动态分析：
闭合电路动态分析的步骤:(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况．(2)判断闭合电路干路电流的变化情况．(3)依据U=E-Ir，判断外电路电压(路端电压)的变化情况．(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化．
2.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(　　)A．A变大，V变大 B．A变小，V变大C．A变大，V变小 D．A变小，V变小
变阻器接入电路的电阻变大
滑动变阻器两端电压升高，电压表示数变大
例3．一电源与电阻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．
图线斜率的绝对值为内电阻
图线交点坐标即为工作电流和电压
例3．一电源与电阻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；
例3．一电源与电阻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：(2)电源的路端电压；
解析：(2)由图象知：电源与电阻串联电流I＝1 A，此时对应路端电压U＝3 V.
例3．一电源与电阻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：(3)电源的输出功率．
由图线可以求出外电阻阻值
解析：(3)由图象知R＝3 Ω.故P出＝I2R＝3 W.
答案：(1)4 V,1 Ω　(2)3 V　(3)3 W
１．电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决定,不随外电路变化．
４．电源的供电过程是能量转化的过程．
２．闭合电路欧姆定律:
３．电源的外电压关系：
说明： 内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其它形式能转化过来的电能，IU内+IU外=IE. (能量守恒,外电路可以是任何电路)
1. 如图所示，电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10 Ω，求电路中的总电流的变化范围．
滑键滑到最左端时，R3为0，R2被短路
滑键滑到最右端时，R3为最大，R2与R3并联，再与R1串联
1. 如图所示，电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10 Ω，求电路中的总电流的变化范围．
2. 如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω，电压表读数为U2＝5 V．求：电源的电动势E和内阻r.
可确定此时的电流I1则有E=I1R1+I1r
可确定此时的电流I2则有E=I2R2+I2r
3.在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路中的电流和路端电压.
答案：I = 1 A U = 1.38V
4. 如图，R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。
答案:E = 3V r = 1Ω
5、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少?
答案:E=1.5V，r =1.1Ω
答案:E=1.5V，r =0.2Ω
6、如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图线可知，该电池的电动势E= ____V，电池的内电阻r=____Ω。