【公開課】閉合電路的歐姆定律-（人教版2019必修第三冊）

1、12.2 閉合電路的歐姆定律（1）閉合電路由哪幾部分組成？在內(nèi)、外電路中電流是怎樣的？（2）從做功的角度分析在外電路中正電荷受什么力作用？做什么功？功能如何轉(zhuǎn)化？內(nèi)電路呢？問題引入：+-+抽水機抽水機增加水的增加水的重力勢能重力勢能電源電源增加電荷的增加電荷的電勢能電勢能 不同的抽水機抽水的本領(lǐng)不同的抽水機抽水的本領(lǐng)(舉起高度舉起高度)不同使單位質(zhì)量不同使單位質(zhì)量的水所增加的的水所增加的重力勢能重力勢能不同不同 不同的電源不同的電源非靜電力做功非靜電力做功的本領(lǐng)的本領(lǐng)不同使單位正電荷不同使單位正電荷所增加的所增加的電勢能電勢能不同不同電源電源一、電動勢1、定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C

2、的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.WE=q2、公式：3、單位： 伏特（V） 1V=1J/C4、標(biāo)量W：非靜電力做的功 q ：電荷量6、特點：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān), 跟電源外部電路無關(guān)。5、物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。思考與討論：1、部分電路歐姆定律的內(nèi)容是什么？2、閉合電路中的電流I與哪些因素有關(guān)呢？設(shè)電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電路電阻為R，閉合電路的電流為I，寫出在t時間內(nèi)，外電路中消耗的電能Q外的表達(dá)式？ 寫出在t時間內(nèi)，內(nèi)電路中消耗的電能Q內(nèi)的表達(dá)式？ 寫出在t時間內(nèi)，電源中非靜電力做的功W的表達(dá)式？根據(jù)能量守恒定律它們之間有什

3、么關(guān)系？ 二、閉合電路歐姆定律及能量分析 結(jié)論：根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和。W=Q外+Q內(nèi)EIt=I2Rt+I2rtrREIIrIRE 1、內(nèi)容： 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，叫做閉合電路歐姆定律。 2、公式： rREI3、適用條件： 外電路是純電阻的電路. 二、閉合電路歐姆定律及能量分析 4、說明：(1) 是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓。IRU外(2) 是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓。IrU內(nèi)(3) 適用于純電阻電路。 rREIE=U外+U內(nèi) = U外+Ir 適用于任何電路。適用于任何

4、電路。E=IR+Ir 三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系U外=I R外=ER外+r R外=E1+rR外1、當(dāng)R外增大時， U外也隨之增大2、當(dāng)外電路斷開時, R外=, U外=E討論：在電源末接入電路的情況下，用電壓表直接測量電池兩極所得到的數(shù)值，近似等于電源電動勢的大小3、當(dāng)外電路短路時, R外=0, U外=0,I短= 很大，一般情況下不允許外電路短路。rE4、路端電壓隨電流變化的U-I圖像圖線與縱坐標(biāo)交點表示電路斷開情況，交點的縱坐標(biāo)為電源電動勢E.圖線與橫坐標(biāo)交點表示外電路短路情況，交點橫坐標(biāo)為短路電流I短=E/r.圖線斜率值(tan )表示電源的內(nèi)電阻r=U/I.U = E-I r 知:U是I 的

5、一次函數(shù)1、電源的總功率P總=IE2、內(nèi)耗功率：P內(nèi)=I2r3、輸出功率：P出=P- P內(nèi)=IE- I2r=I U外= I2 R外當(dāng)外電阻為純電阻電路時當(dāng)當(dāng)R外外=r時時,P出出最大，且最大值為最大，且最大值為P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外5、電源效率與電阻的關(guān)系 RrrRRr11)R(IRIPP22總出由上可知,R增大時電源效率提高。當(dāng)R=r時,電源輸出功率最大,但效率只有百分之五十。6、閉合電路的U-I圖象 Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im1）右圖中a為閉合電路的U-I圖象；b為部分電路(外電阻)的U-I圖象。 2）兩

6、者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時的路端電壓與電流。3）a的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻的大小、b的斜率的絕對值表示接入電路中外電阻的的大小。 4）圖中虛線矩形的面積表示接入該電阻時的輸出功率。當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等）圖中矩形面積最大，即輸出功率最大。 五、歐姆表的原理2、設(shè)計出改裝的原理圖rABER11、利用電流表測量電阻的原理是什么？（歐姆表）0內(nèi)gRRRr內(nèi)xERRI3、歐姆表盤的刻度是均勻的嗎？由于I和Rx是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反。? ? ?rRRREIgx4、黑表筆接內(nèi)部電源正極，紅表筆接內(nèi)部電源負(fù)極5、歐姆表的刻度特點(1) 零刻度

7、在右邊，左邊為無限大。(2)刻度不均勻,左密右疏。(3) 中間刻度比較均勻，故當(dāng)指針指在表盤中間刻度附近時，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確。6、多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)6B1AG2345ASE1E21將一電源電動勢恒定為E，內(nèi)阻恒定為r的電池，與阻值可變的純電阻R連接，構(gòu)成一個閉合電路。I表示電路的總電流，下列說法正確的是（）A由U=E-IR可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小B由U內(nèi)=Ir可知，電源兩端的電壓隨I的增大而增大C由U外=Ir可知，外電壓隨I的增大而增大D由P=IU可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大A A2如圖所示為某一電源的UI圖像，由圖可知（）A電源電動勢為2 VB電源內(nèi)阻為1

8、/3 C電源短路時電流為6 AD電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 AADAD3如圖所示，直線M為某電源的U-I圖線，直線N為某電阻R的U-I圖線。用該電源和該電阻R組成閉合電路后，該電阻R正常工作。下列說法正確的是（）A該電源的電動勢為2VB該電源的內(nèi)阻為1C該電阻R的阻值為0.5D該電源的輸出功率為4WD D4如圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，三個燈泡亮度的變化情況是（）AL1變亮，L2和L3均變暗BL1變亮，L2不能確定，L3變暗CL1變暗，L2和L3均變亮DL1變亮，L2變亮，L3變暗C C5圖示電路中，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻r=4，定值電阻R0=2，變阻器Rx的最大阻

9、值為10，開關(guān)S閉合，下列判定正確的是（）A當(dāng)Rx=2時，定值電阻的功率最大B當(dāng)Rx=6時，變阻器的功率最大C當(dāng)Rx=0時，電源的輸出功率最大D當(dāng)Rx=0時，電源的效率最高B B6如圖甲所示，R為電阻箱，A為理想電流表，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r。圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象，其中功率P0分別對應(yīng)電流I1、I2，外電路電阻R1、R2。下列關(guān)系式中正確的是（）B B7如圖所示，直線I、分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖像，曲線是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨連接，下列說法正確的是（）A電源1和電源2的內(nèi)阻之比是1：1B電源1和電源2的電動勢之比是1：1C在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比約為1：2D在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比約為18：25BCDBCD