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(共27张PPT)
第12章　电能　能量守恒定律
第2节　闭合电路的欧姆定律
第1课时　闭合电路的欧姆定律
　　按电路图完成电路连接，闭合开关S1，使小灯泡发光，然后断开开关。
　　四盏小灯泡的连接方式是怎样的？若依次闭合开关S1、S2、S3、S4，则电压表的示数是否变化？灯泡的亮度会如何变化？
导入一
　　现象：逐个闭合开关，灯泡变暗，电压表的示数减小；逐个断开开关，灯泡变亮，电压表的示数增大。
　　原因：干电池(电源)两端的电压发生了变化。随着用电器的并入，外电路的电阻减小，电源两端的电压变低，用电器两端电压也变低。
　　为什么灯泡两端的电压会随着并联电路的增加而减小呢？利用初中所学知识分析可知，随着并联灯泡的增加，灯泡两端的电压是不会变化的。是不是初中时讲错了呢？
导入一
　　如图所示的电路中，闭合开关使
小灯泡正常工作时，发生了哪些能量
转化？是通过什么力做功实现的？
　　电源提供的电能转化为灯泡的内
能和导线的内能。是通过电场力做功
实现的。
　　电源是如何产生电能的呢？
导入二
　　初中研究的电路是如图所示的外电路，电源是恒压源。
　　现在研究的是包括了电源部分的整个电路，叫作闭合电路。
环节一：闭合电路的结构
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷
是自由电子。但电流的方向为正电荷移动
的方向，根据右图，按正电荷的移动进行
讨论。
　　(1)内、外电路的电流方向是怎样的？
　　内电路：由电源负极到电源正极；外电路：由电源正极到电源负极。
环节二：电动势
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷
是自由电子。但电流的方向为正电荷移动
的方向，根据右图，按正电荷的移动进行
讨论。
　　(2)内、外电路的电场强度方向是怎
样的？
　　内电路的电场强度：由正极指向负极；外电路：沿导线由正极指向负极；由高电势指向低电势。
环节二：电动势
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷
是自由电子。但电流的方向为正电荷移动
的方向，根据右图，按正电荷的移动进行
讨论。
　　(3)沿电流方向的电势是怎样变化的？
　　外电路沿电流方向电势降低，内电路沿电流方向电势升高。
环节二：电动势
　　在金属导体中，能够自由移动的电荷
是自由电子。但电流的方向为正电荷移动
的方向，根据右图，按正电荷的移动进行
讨论。
　　(4)正电荷在外电路、内电路中受到
的电场力做功的正负是怎样的？
　　在外电路中，电场力做正功，电势能减少，电势能转化为其他形式的能；在内电路中，电场力做负功，电势能增加。
环节二：电动势
　　在电源内部，正电荷从电源负极运动到
电源正极的过程中，电场力起阻碍作用，那
正电荷靠什么力运动到正极呢？增加的电势
能是哪来的呢？
　　(1)如图所示的化学电池内部，在正、负
极附近发生化学反应。
环节二：电动势
　　(2)由d到c，电势升高，化学力做正功，
电势能增加，达到平衡时电压为Ucd>0。
　　(3)由c到b，电势降低，电场力做正功，
电势能减少，产生电热，电压为Ubc<0。
　　(4)由b到a，电势升高，化学力做正功，
电势能增加，达到平衡时电压为Uab>0。
环节二：电动势
　　(5)这种电池内部电势的变化可以用右图
表示。
　　外电路：由a到d，电势降低。
　　内电路：由d到c，电势升高；由c到b，
电势降低；由b到a，电势升高。
　　总结：通过电源内部ab、cd两部分的化学反应，将化学能转化为电势能。这种转化过程可以看成某种力做功，这种力不是静电力，可能是化学力、磁场力等，是非静电力。
环节二：电动势
　　电源是不断将正电荷从电源负极搬运到电源正极的装置，请从能量转化的角度说明一下，什么是电源？
　　从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
环节二：电动势
　　设时间t内电路中通过电阻R的正电荷量为q，则这段时间内有多少化学能转化为电势能？
　　W非=qUcd+qUab，ΔE=W非=qUcd+qUab。
环节二：电动势
　　怎样比较不同电池中非静电力做功的本领呢？可以类比比较做功快慢、比较运动快慢、比较压力的作用效果的方法吗？
　　用转化的能量与搬运电荷的比值。
环节二：电动势
　　总结：
　　(1)电动势的定义：物理学中把非静电力所做的功W非与搬运的电荷量q的比值定义为电动势E。
　　(2)电动势的物理意义：用以表示非静电力做功本领的高低。
　　(3)电动势的定义式：E=。
环节二：电动势
　　根据定义式判断一下，电动势的单位是什么？
　　电动势的单位是伏特(V)。
　　结合定义式，写一写，如图所示的这种电池的电动势该如何表示？
　　E===Ucd+Uab。
环节二：电动势
　　如图所示的两种不同电池，其电动势均为1.5 V。型号不同的干电池，其电动势相同，这是什么原因？
　　干电池的材料是一样的，转化电能的本领相同。
　　干电池的体积越大，储存的化学能越多。
环节二：电动势
　　电源中其他形式的能转化为电能时都存在非静电力做功，但非静电力不是某一种力。电池有化学电池、太阳能电池和生物电池等类型，其非静电力也不都是化学反应。
环节二：电动势
　　如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路中的电流为I。从能量的转化与守恒方面分析一下，闭合电路(内电路+外电路)完成了怎样的能量转化？能列出能量守恒方程吗？
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
　　总结：如图所示的电路中，电源内部非静电力做的功等于电流在内电路、外电路做的功，即W非=W外+W内。
　　由焦耳定律还可得：Eq=I2Rt+I2rt。
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
　　结合电流的定义式，能写出闭合电路的欧姆定律吗？
　　电流的定义式：q=It，
　　将上式代入Eq=I2Rt+I2rt中，可以得到：EIt=I2Rt+I2rt，
　　整理可得：E=IR+Ir=U外+U内。
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
　　根据得出的关系式，能总结出闭合电路的欧姆定律吗？
　　(1)闭合电路的欧姆定律：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。
　　(2)适用条件：纯电阻电路。
　　(3)表达式：I=，E=U外+U内。
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
　　能利用闭合电路的欧姆定律解释课前的实验现象吗？
　　依次闭合开关，并联的电灯越多，并联电路的总电阻越小，干路电流越大。由E=IR+Ir得U灯 =E-Ir，随着干路电流I的增大，U灯减小，灯的亮度变暗。
环节三：闭合电路欧姆定律及其能量分析
课堂练习
A
课堂练习
AC
谢谢！

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