高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律图文ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律图文ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了用电器，电势能等内容，欢迎下载使用。
1．填一填(1)闭合电路：由导线、电源和 连成的电路。 和导线组成外电路，电源内部是内电路。(2)非静电力：在电源内部把正电荷从 搬运到 的力。(3)电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为 的装置。
2．判断(1)电源只能把电能转化为其他形式的能。 ( )(2)电动势与电势差实质上是一样的。 ( )(3)电源的电动势越大，电源内部非静电力做功的本领越大。 ( )
3．想一想电源中非静电力的作用是什么？提示：在电源中，非静电力做功，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加，从而把其他形式的能转化为电势能。
(4)闭合电路中能量的转化情况，电路图如图所示。电源的非静电力做功：W＝Eq＝EIt在外电路中电能转化为内能：Q外＝I2Rt电流通过内阻r时，在内电路中电能转化为内能：Q内＝I2rt由能量守恒得：W＝Q外＋Q内即：EIt＝I2Rt＋I2rt
2．判断(1)闭合电路中沿着电流的方向电势一定降低。 ( )(2)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比。 ( )(3)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。 ( )
3.想一想如图为闭合电路中的电势变化情况的示意图，试说明哪部分是外电路、内电路，电势是如何变化的？电源电动势为多大？提示：从A直接到B为外电路，电势逐渐降低；从B到C到A为内电路，在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”——BC 和DA化学反应层；电源电动势为BC＋DA。
[问题驱动]日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样(甲)，有的标有“3.7 V”字样(乙)。甲　标有“1.5 V”的干电池　　乙　标有“3.7 V”的手机电池
如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功的本领大？ 　　　
提示：把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了1.5 J，非静电力做功1.5 J；从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了3.7 J，非静电力做功3.7 J。3.7 V手机电池做功的本领大。
理解电动势的“三点注意”(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。(2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极，即电源内部电流的方向。(3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)。
【素养训练】1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此(　　)A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势一定等于闭合电路中电源两端的电压D．电动势的大小是非静电力做功本领的反映
解析：电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势不是一种非静电力，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，A、B错误，D正确；闭合电路中电源电动势大小等于内、外电压之和，或者等于开路电压，电源有内阻，所以闭合电路中电源两端的电压小于电动势，故C错误。答案：D　
2．下面对电源电动势概念的认识正确的是 (　　)A．电源的电动势与体积有关B．在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
解析：电动势是由电源的性质决定的，与体积大小无关，故A项错误；电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电荷量时，电源提供的电能越多，电动势越大，并不是电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的时间、用电情况有关，故C项错误；电动势和电势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式的能的本领的物理量，故D项错误。答案：B　
[问题驱动]如图为闭合电路的组成。
(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？提示：在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高。(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？提示：EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？
【重难释解】1．闭合电路中的几个关系式
[特别提醒](1)外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生。(2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算。　
解题指导：(1)两电表读数增减的分析：①开关S断开后，外电阻的变化：由R1、R2并联变化为只有R1接入电路，电阻变大；②两电表读数的变化：电流表读数减小，电压表读数变大。(2)电压表测量的是路端电压，电流表测量的是干路电流，它们之间的关系满足闭合电路欧姆定律， 即U＝E－Ir。
[解析]　当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小。当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r②由①②解得：E＝2 V，r＝1 Ω。[答案]　2 V　1 Ω
闭合电路问题的求解方法(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流。(2)求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求。(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
【素养训练】3．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是 (　　)A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 ΩC．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
4.如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V，8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，时电阻R两端的电压为5 V。求：(1)电阻R的阻值；(2)电源的电动势和内阻。
[问题驱动]用导线把旧干电池组、电流表、电压表、两只相同的小灯泡、开关等按如图所示电路连接。
(1)闭合开关S和S1，观察小灯泡L1的亮度，并记下电流表和电压表的示数。(2)再闭合开关S2，观察小灯泡L1的亮度如何变化，电流表和电压表的示数如何变化。请结合闭合电路欧姆定律，分析发生以上变化的原因。提示：当闭合开关S2后，小灯泡L1变暗，电流表示数增大，电压表示数减小。当闭合开关S2，小灯泡L1和L2并联，电路总电阻减小，总电流增大，由U＝E－Ir可知，电源的路端电压减小，灯泡L1变暗。　　　　
3．电源的U­I图像：如图所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻。　
解题指导：在路端电压U与电流I的U ­I图像中：纵坐标的截距表示电动势，横坐标的截距表示短路电流，斜率的绝对值表示电源的内阻。
【素养训练】5．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是 (　　)A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零解析：路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压等于E，选项D错误。答案：C　
6．如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是 (　　)A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
解析：由题图可知，电灯均为并联；当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的电阻规律可知，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，则内电压增大，故路端电压减小，电灯两端的电压变小，故D正确。答案：D　
7．(多选)A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图所示，则下述说法正确的是 (　　)A．电源电动势EA＝EBB．电源内阻rA＝rBC．电源A的短路电流为0.2 AD．电源B的短路电流为0.3 A
一、培养创新意识和创新思维1．某数码相机的锂电池电动势为7.2 V，容量为875 mA·h，能连续拍摄约315张照片。根据以上信息估算每拍摄一张照片消耗的电能最接近以下哪个数值 (　　)A．0.02 J　　　　　　　B.20 JC．70 J D．7×104 J
2．用两节干电池串联后接在额定电压为3 V 的小灯泡两端，小灯泡正常发光。现将一节如图所示的方块电池接在该小灯泡两端，闭合开关后发现小灯泡亮度变暗，产生这一现象的主要原因是 (　　)A．方块电池的电动势过低B.导线分担了大部分电压C．小灯泡的电阻太大 D．方块电池的内阻太大
3.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)
二、注重学以致用和思维建模4．如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求：