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第2节 闭合电路欧姆定律（第一课时）
第十二章
人教版 高中物理必修三
闭合电路
01
电动势
02
欧姆定律及能量
03
总结提升
04
两个电路中小灯泡的规格都相同，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？
不同的电源对电路提供的能量一样吗？与哪些因素有关呢？
新课导入
闭合电路
PART 01
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit）。
闭合电路
2.外电路:电源外部的电路
导线、电源、用电器
1.闭合电路的结构：
3.内电路:电源内部的电路
闭合电路
01
1.电源外部，正电荷将怎样移动？
2.电源内部，正电荷将怎样移动？
3.电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？
4.什么力来克服电场力做功？
从正极到负极
从负极到正极
从正极指向负极
负功
非静电力
电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。
+
+
+
+
电源
_
_
_
_
+
+
+
+
+
+
+
正极
负极
问题探究
02
非静电力
干电池
发电机
在干电池中，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。
5.电源内部的非静电力是由什么提供的？
问题探究
02
抽水机增加水的重力势能
电源增加电荷的电势能
不同的电源非静电力做功的本领不同,使单位正电荷所增加的电势能不同。
6.电源内部的能量是如何转化的？
问题探究
02
那么，电源的这种能力是怎么来的呢？
电动势
PART 02
1.定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
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。
2.定义式：
（W：非静电力做的功 q：电荷量）
3.单位： 伏特（V） 1 V=1 J/C
标量
4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。
5.特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积和外电路均无关。
电动势
01
太阳能电池
干电池
铅蓄电池
锂电池
生活中常见的电池
02
你了解电池吗
？
3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量。
单位：安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)
1.电源的电动势E。
2.电源的内阻:电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻,用符号r表示。
电源的三个重要参数
03
手机待机时间长短和哪个参数有关
与电压一样吗？
电压U 电动势E
物理意义 电场力做功，电能转化为其他形式的能的本领，表征电场的性质 非静电力做功，其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质
定义式 U＝W/q，W为电场力做的功 E＝W/q，W为非静电力做的功
单位 伏特(V) 伏特(V)
联系 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值
电动势与电压的区别与联系
02
电路中的能量又是如何转化的呢？
闭合电路欧姆定律
及其能量分析
PART 03
在外电路中，电流方向由正极流向负极。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向由负极流向正极。
2.闭合回路的电流
1.部分电路的电流
内电路与外电路中的总电流是相同的。
r
E
R
S
I
I
R
U
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
电路中的电流
01
1.在外电路中，沿电流方向电势降低。
2. 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为化学反应层)。
A
B
C
D
R
E 、r
化学反应层
A
C
D
Ir
内阻上电势降低
B
电势突升
电势突升
电路中的电势变化
02
外电路电阻称为外电阻，用R表示；
内电路电阻称为内电阻，用r表示；
外电路
内电路
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跟电源电动势E即内阻r、外电路电阻R之间会有怎样的关系呢？
E
r
R
问题与思考
03
r
E
R
s
I
W非静电力=qE=IEt
1.合上开关，电路中有电流的同时伴随能量的转化，在时间t内，有多少化学能转化为电能？
3.电流流经内电阻r时，在时间t内转化的内能？
2.电流流经外电阻R时，在时间t内转化的内能？
外电路产生电热为：Q外=I2Rt
内电路产生电热为：Q内=I2Rt
问题与探究
04
以上各能量之间有什么关系？
根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。
r
E
R
s
I
W=Q外+Q内
IEt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
闭合电路中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，这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
适用范围：外电路为纯电阻的电路
闭合电路欧姆定律
05
B
D
A
C
E=IR+Ir
A
B
C
D
R
E , r
U外=IR是外电路上总的电势降落；
U内=Ir是内电路上总的电势降落；
E=U外+U内
电源电动势等于内外电路电势降落之和。
内电压
外电压
闭合电路中的电势
06
表达式 物理意义 适用条件
电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路
E＝I(R＋r) ① E＝U外＋Ir ② E＝U外＋U内 ③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用
EIt＝I2Rt＋I2rt ④ W＝W外＋W内 ⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用
闭合电路中的几种表示形式
07
巩固提升
PART 04
E=IR+Ir
E=U外+U内
课堂小结
电动势
欧姆定律
闭合电路
电动势：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
闭合电路中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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
适用范围：外电路为纯电阻的电路
【练习1】（2022·福建省福州格致中学高二期中）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　）
A．电池短路时，该电池输出的电流为9A
B．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能
C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9V
D．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能
【参考答案】D
课堂练习
【练习2】（2022·新疆石河子一中高二阶段练习）在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E＝1.0V，则关于该电池的描述正确的是（　　）
A．通过1C电荷量该电池能把1.0J的太阳能转化为电能
B．单位时间内可把1.0J的太阳能转化为电能
C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池的本领大得多
D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小
【参考答案】A
课堂练习
【练习3】（2022·重庆八中高二期中）锂离子电池主要依靠锂离子（ ）在正极和负极之间移动来工作。图为常用手机锂电池的内部结构，某过程中 从负极脱嵌通过膈膜嵌入正极。此锂电池的电动势为3.7V，则此过程（　　）
A．将锂电池接入电路，锂电池两端电压为3.7V
B．电池内部电流方向从正极到负极
C．在电池中电荷量的单位通常表示为kW·h
D．电源内部每搬运一个 非静电力做功3.7eV
【参考答案】D
课堂练习
【练习4】（2022·湖南·衡阳市第五中学高二学业考试）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω，R0为滑动变阻器。两电表均可视为理想电表，当滑动变阻器的滑动头在最左端时，电压表示数7.50V，当滑动头在最右端时，电压表示数为8.25V，电流表的示数为0.45A，则（　　）
A．电源电动势为8.80V
B．电源内阻为1.0Ω
C．滑动变阻器的总阻值为10Ω
D．当滑动变阻器接入电路阻值为总阻值的 时，电压表示数8.00V
【参考答案】B
课堂练习
第2节 闭合电路欧姆定律1
人教版 高中物理必修三

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