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第2節(jié) 閉合電路的歐姆定律
第十二章 電能 能量守恒定律
物理
閉合電路由哪幾部分組成？
在內(nèi)、外電路中電流是怎樣移動的？
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？在內(nèi)電路呢？
情境導(dǎo)入
一、電動勢
1、定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
2、定義式：
3、單位： 伏特（V）
4、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。
5、電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，也跟外電路無關(guān)。
講授新課
部分電路歐姆定律的內(nèi)容是什么？
閉合電路中的電流I與哪些因素有關(guān)呢？
[思考與討論]
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。
①寫出在t時間內(nèi)，外電路中消耗的電能Q外的表達(dá)式？
②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？
③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么關(guān)系？
講授新課
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。
講授新課
說明：
二、閉合電路的歐姆定律：
1、 是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫路端電壓。
2、 是內(nèi)電路上的電勢降落，習(xí)慣上叫內(nèi)電壓。
3、 適用于純電阻電路。
E=U外+U內(nèi) = U外+Ir 適用于任何電路。
E=IR+Ir
講授新課
[問題情境]
大家?guī)缀醵甲⒁膺^這種現(xiàn)象，傍晚是每一天的用電高峰時段，燈光較暗，而夜深人靜時，若打開燈的話，燈光特別亮；在家用電器使用中，如夏季打開空調(diào)后，你會發(fā)現(xiàn)燈泡會變暗，而關(guān)掉空調(diào)后燈泡又會馬上亮起來，這是為什么呢？
什么是負(fù)載？什么是路端電壓？
[實(shí)驗(yàn)探究]觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：外電阻R增大時，路端電
壓如何變化？電流表示數(shù)如何變化？外電阻R減小呢？
講授新課
你能否根據(jù)剛才學(xué)習(xí)的閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式推導(dǎo)出路端電壓U與外電阻R的關(guān)系式？
U外
[討論探究]
①外電路斷路時，電流、外電壓、內(nèi)電壓為多大？
R→∞時，I=0， U內(nèi)=Ir=0， U外=E
②外電路短路時，電流、外電壓、內(nèi)電壓為多大？
R=0，I=，U外=0，U內(nèi)=E
講授新課
根據(jù)路端電壓U與外電阻R的關(guān)系式畫出路端電壓U隨電流I變化的圖像。


圖像的物理意義：
①在縱軸上的截距表示電動勢。
②在橫軸上的截距表示電源的短路電流I短＝
③圖像斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害
講授新課
[例題分析討論]如圖所示,當(dāng)滑動變阻器R3的滑片向B方向移動時,電路中各電表示數(shù)如何變化 (電表內(nèi)阻對電路的影響不計(jì))
例題分析:閉合電路歐姆定律中的動態(tài)分析的具體步驟:
(1)判斷動態(tài)源及動態(tài)源總電阻的變化,判斷全電路總電阻的變化情況。
(2)判斷閉合電路干路電流的變化情況。
(3)依據(jù)U=E-Ir,判斷外電路電壓(路端電壓)的變化情況。
(4)依據(jù)分壓、分流原理判斷動態(tài)部分的物理量的變化。
課堂練習(xí)
例題解答:當(dāng)滑動變阻器的滑片向B方向移動時，R3↑→R外↑→R總↑→I1↓→U內(nèi)↓→U外↑,所以電流表A1的示數(shù)減小,電壓表V的示數(shù)增加;I1↓→U1↓，所以電壓表V1的示數(shù)減小;因?yàn)閁外↑,U外=U1+U2,所以電壓表V2的示數(shù)增加，電流表A2的示數(shù)增加; I1=I2+I3,所以電流表A3的示數(shù)減小。
課堂練習(xí)
課堂練習(xí)
【例題1】關(guān)于電源的電動勢，下列說法正確的是( )
A.電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓
B.同一電源接入不同電路，電動勢就會發(fā)生變化
C.電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量
D.在閉合電路中，當(dāng)外電阻變大時，路端電壓變大，電源的電動勢也變大
例題分析：電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電源的電動勢越大，說明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng)。電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，也跟外電路無關(guān)。
答案:C
課堂練習(xí)
【例題2】如圖所示，直線a為電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖線，直線b是電阻R的兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖線，用該電源與電阻R組成閉合電路，電源的輸出功率和電阻R分別是( )
A
課堂練習(xí)
例題分析：本題考查路端電壓與負(fù)載的關(guān)系圖像和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用和功率的計(jì)算。
例題解答：由題圖直線a的縱坐標(biāo)截距可得E=3 V，由直線a的斜率可得r=0.5 Ω；由直線b的斜率可得電阻R=1 Ω。用該電源與電阻R組成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律 ，可得I=2 A。所以電源的輸出功率P=I2R=4 W。選項(xiàng)A正確。
學(xué)完本節(jié)你能解釋本節(jié)課開始的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了嗎？本節(jié)課你都收獲了什么？印象最深的是？還有哪些疑問和不解？
課堂小結(jié)
2．閉合電路歐姆定律：
3．路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系：
（1）路端電壓隨外電路電阻R增大而增大
斷路
短路
（2）路端電壓U隨電流I變化的圖像
1．電動勢：
課堂小結(jié)
R→∞，I=0，U端=E
R=0，I=，U端=0
謝謝大家

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