高二物理上册 《闭合电路的欧姆定律》课件.pptx

闭合电路的欧姆定律 高二年级 物理 主讲人 问题： 两个电路中小灯泡的规格都相同，电路中的电池也相同。经实验发现，多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。 如何解释这一现象呢？ 一、认识闭合电路 闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 外电路：用电器和导线组成外电路。 内电路：电源内部是内电路。 思考： 在外电路中，正电荷由电源正极流向负极。如果电路中只存在静电力的作用，电源正极的正电荷与负极的负电荷很快就会中和，电路中不能维持稳定的电流。电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把负极的正电荷经过电源内部不断地搬运至正极。 那么，电源的这种能力是怎么来的呢？ 二、电动势 在电源内部，电源把正电荷从负极搬运到正极，通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能。 思考： 在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能…… 想一想，不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？ 二、电动势 物理意义： 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的本领大小。 二、电动势 定义：用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。电动势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。 电动势的单位是伏特（V），1V=1J/C。电动势由电源中的非静电力的特性决定，跟外电路无关。 【练习】充电宝内部的主要部件是锂电池。充电宝的铭牌通常标注的是“mA•h”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量。机场规定：严禁携带额定能量超过160W•h的充电宝搭乘飞机。某同学的充电宝铭牌上面写着“3.7V”和“10000mA•h”，你认为能否把它带上飞机？ 【解析】充电宝铭牌上面写着“3.7V”和“10000mA•h”，可得充电宝储存的能量E=10000mA•h×3.7V=37W•h160W•h，所以可以带上飞机。 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 在外电路中，沿电流方向电势降低。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。内阻的电势也会沿电流方向降低。 思考： 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？ 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 闭合电路中能量的转化情况（纯电阻） 如图，A为电源正极，B为电源负极。设电源电动势为E，电源内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I。 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 闭合电路中能量的转化情况（纯电阻） 时间t内，电源输出的电能为 W=Eq=EIt 时间t内，外电路转化的内能为 时间t内，内电路转化的内能为 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 根据能量守恒定律 即 （纯电阻电路适用） 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 内容：闭合电路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。 表达式： （纯电阻电路适用） （纯电阻电路、非纯电阻电路均适用） 电源电动势等于内、外电路的电势降落之和。 【例题】如图所示，R1=14Ω，R2=9Ω，当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2 A；当开关处于位置2时，电流表读数I2=0.3 A。求电源的电动势E和内阻r。 解：根据闭合电路的欧姆定律，列出以下两个方程： 代入数据，解得： r=1Ω E=3V 【练习】小张买了一只袖珍手电筒，里面有两节干电池。他取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2V，0.25A”的字样。小张认为，产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。如果小张的判断是正确的，那么每节干电池的内阻是多少？ 【解析】每节干电池电动势为1.5V。设每节干电池内阻为r，则电源总内阻为2r。根据E=U外+ U内 ，U内 =(3.0-2.2)V=0.8V。U内 =2rI, r=1.6Ω 。 四、路端电压与负载的关系 U=E-Ir 根据E=U外+ U内 ，若将U外记为U，考虑到U内=Ir，则 问题： 图中小灯泡的规格都相同，两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？ 【练习】如图所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向b端移动时 电压表V的读数变大，电流表A的读数变小 电压表V和电流表A的读数都变大 电压表V和电流表A的读数都变小 电压表V的读数变小，电流表A的读数变大