第4節(jié)1課時(shí)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路的歐姆定律

歐姆德國(guó)：（1787年5月——1854年7月）4.電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律

P55:一天晚上,小聰和幾個(gè)同學(xué)在使用手電筒時(shí)發(fā)現(xiàn),按一下開關(guān),手電筒不亮!打開看看,小電燈泡沒壞,也沒有出現(xiàn)電路斷路的情況;再用電壓表直接接在干電池正負(fù)極間,測(cè)得的電壓是1.3V.有電壓為什么手電筒卻不亮呢?

P55:活動(dòng):在電路斷開時(shí),用電壓表分別測(cè)量1號(hào)、２號(hào)、5號(hào)干電池兩極間的電壓和鉛蓄電池兩極間的電壓,從測(cè)量數(shù)據(jù)中,你能看到什么特點(diǎn)?想一想,電池兩極間的電壓是怎樣形成的?(1)電源有正負(fù)兩個(gè)極,正極的電勢(shì)高,負(fù)極的電勢(shì)低,兩極間存在著穩(wěn)定的電勢(shì)差.一.電源1.電源的作用:怎樣獲得持續(xù)的電流呢?用電源替代正負(fù)極板(2)不同種類的電源兩極間電壓不相等2.電源的工作原理ABEE′(1)金屬導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差,自由電子從B端運(yùn)動(dòng)到A端,從這個(gè)電路來看自由電子從電源的負(fù)極向正極定向移動(dòng).(2)電源的正極聚集電子,負(fù)極聚集相應(yīng)數(shù)量的正電荷,在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了附加電場(chǎng),當(dāng)E合=0時(shí),自由電荷的定向移動(dòng)會(huì)停止(3)電源的作用把在正極聚集的自由電子通過電源的內(nèi)部移送到電源的負(fù)極,使金屬導(dǎo)體內(nèi)部不可能產(chǎn)生附加電場(chǎng),這樣電路中就保持有持續(xù)的電壓,在電源的內(nèi)部自由電子被電源從正極搬移到負(fù)極,在外部又從負(fù)極流向正極電路中電流的方向:在電源的內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極,在電源的外部電流從正極流向負(fù)極(4)電源的工作原理在電源的內(nèi)部自由電子是在電場(chǎng)力的作用下從正極移送到負(fù)極去的嗎?自由電子被電源從高電勢(shì)的正極搬移到低電勢(shì)的負(fù)極,只能是除電場(chǎng)力以外的其它力(統(tǒng)稱為非靜電力)把電子從正極搬到了負(fù)極,在此過程中非靜電力做正功,電場(chǎng)力做了負(fù)功,消耗了其它形式的能,使電能增加.電源的工作實(shí)質(zhì)就是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能如:干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.水力發(fā)電將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.核電站將核能轉(zhuǎn)化為電能整個(gè)電路中能量的轉(zhuǎn)化情況:電源內(nèi)部電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能,在外電路上電能又轉(zhuǎn)化為其它形式的能.3.電源的電動(dòng)勢(shì)不同的電源,電源兩極間的電壓是不一樣的,不接用電器時(shí),干電池兩極間的電壓約為1.5V,蓄電池的電壓約為2V.這說明把等量的負(fù)電荷從電源內(nèi)部的正極搬移到負(fù)極(或把正電荷從負(fù)極搬移到正極),非靜電力克服電場(chǎng)力所做的功不同.因而把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)也不同.為了表示電源的這種特性我們引入了電源的電動(dòng)勢(shì),用符號(hào)E表示.

(1)電源的電動(dòng)勢(shì)反映的是電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量.電源的電動(dòng)勢(shì)越大,把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)越強(qiáng).

(2)電源的電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的,與外電路無關(guān),與外電路上的用電器無關(guān).電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于把1C的電荷從正極搬移到負(fù)極時(shí),非靜電力所做的功(克服電場(chǎng)力所做的功)或電路中流過1C的電量時(shí)電源所能提供的電能

(5)電動(dòng)勢(shì)的方向:如:干電池上標(biāo)有”1.5V”,表示干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V.

(4)電源電動(dòng)勢(shì)的定義：在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功

(3)電動(dòng)勢(shì)的大小:電源沒有接入電路時(shí),正負(fù)兩極間的電壓,電動(dòng)勢(shì)的單位:V規(guī)定其方向?yàn)殡娫吹呢?fù)極指向正極.但它是標(biāo)量

或：在源內(nèi)部非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。P56活動(dòng):探究小燈泡變暗的原因逐次閉合開關(guān),燈泡逐漸變暗.逐次閉合開關(guān),燈泡逐漸變暗,電壓表示數(shù)逐漸變小.逐次閉合開關(guān),燈泡逐漸變暗,電壓表示數(shù)逐漸變小,說明電源內(nèi)部也存在著電阻.二.電源的內(nèi)阻P56討論交流三.閉合電路的歐姆定律:1、閉合電路的組成：電源,電鍵,用電器,導(dǎo)線(3)外電路:電源以外的電路(包括用電器,導(dǎo)線,電鍵等)(1)內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路(如發(fā)電機(jī)線圈、電池內(nèi)溶液等)(4)外電路有外電阻R(2)內(nèi)電路有內(nèi)電阻r閉合電路部分電路內(nèi)電路外電路rERK2.閉合電路的電流.電阻.電壓的關(guān)系:(1)閉合回路的電流方向在內(nèi)電路中,即在電源內(nèi)部,通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極,所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。在外電路中,電流方向由正極流向負(fù)極,沿電流方向電勢(shì)降低。(2)內(nèi)電路與外電路中的電流強(qiáng)度是相同的。(3)閉合電路的總電阻等于內(nèi).外電阻之和.R總=R+r(4)閉合電路中的電勢(shì)變化情況A.在外電路中,沿電流方向電勢(shì)降低。B.在內(nèi)電路中,一方面,存在內(nèi)阻,沿電流方向電勢(shì)也降低;另一方面,沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”。bdacababcd因電流在閉合電路中流動(dòng)一周時(shí),其總的電勢(shì)降落為U總=U內(nèi)+U外,為了維持電路中有持續(xù)的電流,在電源內(nèi)部.由負(fù)極到正極,電勢(shì)必須要升高,升高的數(shù)值就應(yīng)為電源的電動(dòng)勢(shì).所以:C.閉合電路總的電勢(shì)降落等于外電路的電勢(shì)降落和內(nèi)電路的電勢(shì)降落之和(也稱為內(nèi)外電壓之和).3.電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電勢(shì)降(電壓)的關(guān)系:U內(nèi)內(nèi)電路U內(nèi)U外SI外電路EU總=U內(nèi)+U外(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E在數(shù)值上等于內(nèi)外電壓之和.E=U總=U內(nèi)+U外U內(nèi)內(nèi)電路U內(nèi)U外SI外電路E(2)在電源內(nèi)部,從負(fù)極到正極,電勢(shì)升高E,同時(shí)降低U內(nèi),這是兩個(gè)不同的物理過程.從電源負(fù)極到正極,電勢(shì)升高E,這是電源的本質(zhì),是其他力克服電場(chǎng)力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的結(jié)果.電源內(nèi)部有內(nèi)電阻,電流流過內(nèi)電阻就會(huì)使電勢(shì)降低,并使電阻發(fā)熱,這是電流做功,把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的結(jié)果.閉合電路中電勢(shì)升降可用“兒童滑梯”做類比：兒童滑梯兩端的高度差相當(dāng)于內(nèi)外電阻兩端的電勢(shì)差。電源就象升降機(jī)，升降機(jī)舉起的高度相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì)。4.閉合電路的歐姆定律:如圖所示:E=U內(nèi)+U外根據(jù)歐姆定律可得:(1)公式:(2)表述:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比.是外電路上總的電勢(shì)降落,習(xí)慣上叫路端電壓.是內(nèi)電路上的電勢(shì)降落,習(xí)慣上叫內(nèi)電壓.（4）研究對(duì)象是整個(gè)電路。(3)

只適用于純電阻電路;而E=U內(nèi)+U外,

U外=E-U內(nèi)=E-Ir適用于一切閉合電路.P58例題:例：將電動(dòng)勢(shì)為3.0V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)電路中有6C的電荷流