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高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第二节 闭合电路的欧姆定律图片ppt课件
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第二节 闭合电路的欧姆定律图片ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，电动势，闭合电路的欧姆定律，内电阻，内电压，外电路，外电阻，外电压，非静电力，I2Rt＋I2rt等内容，欢迎下载使用。
1．在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移动到正极板克服电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比，叫做电源的________，公式为E＝________．W：电源非静电力移动正电荷所做的功，单位为________，符号为J．q：电源非静电力移动的电荷量， 单位是_______，符号为C．E：电源电动势，单位是________，符号为V．
2．电源电动势的方向：规定为由电源的_______(低电势)指向________ (高电势)．在电源内部的电路中，非静电力移动正电荷形成电流，电流的方向是从负极指向正极；在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从电源正极流向电源负极．
关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【答案】C
1．描述闭合电路的几个基本物理量：用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如下图所示．
(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做________，通常用r表示．闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为________．(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做________，其电阻叫做________，通常用R表示．闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为________，也常称为________电压，简单地记为U．
2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__________做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即Eq＝______________．
3．闭合电路的欧姆定律．(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成__________，跟内、外电路的电阻之和成__________．(2)公式：I＝________；适用范围：__________电路．(3)常用的变形公式：E＝_____________或U外＝__________；适用范围：任何闭合电路．
一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A．0.10 VB．0.20 VC．0.30 VD．0.40 V【答案】D
结论：(1)R增大→U外______；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0．
2．路端电压与电流的关系．(1)公式：U外＝__________．(2)图像(U－I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示___________，斜率的绝对值表示_____________．
为什么电源电动势在数值上等于电源没接入电路时两极间的电压？【答案】当电源没有接入电路时，电源中的电流等于零，此时内电压等于零，所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势．
(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法中正确的是( )A．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大【答案】AD
【解析】由图像可知两电源的U－I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C错误．由图像可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，D正确．
闭合电路中的几个关系式．
对闭合电路欧姆定律的理解
例1 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A ．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．【答案】2 V 1 Ω
【解析】当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r，①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r，②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω．
变式1 如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω．求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？【答案】30 Ω
闭合电路问题的求解方法1．分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．2．求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．3．应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．
闭合电路动态问题分析思路．1．明确电路结构，即电路各元件的连接方式．2．明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化．
例2 在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表．保持电源电动势E和内电阻r不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动头向上移动时( )A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变小，电流表示数变小D．电压表示数变大，电流表示数变大【答案】C
变式2 如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时( )A．通过电源的电流增大B．电阻R中的电流增大C．电灯A将变亮一些D．电灯B将变暗一些【答案】C
【解析】当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与B灯并联，电阻增大，则外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，故通过电源的电流减小，故A错误．路端电压U＝E－Ir，E、r不变，则U增大，而A灯的电压等于路端电压，则知灯A变亮；通过R的电流IR＝I－IA，U增大，通过A灯的电流IA增大，而I减小，则知IR减小，变阻器与B灯并联，电压U并＝U－IRR，U增大，IR减小，则U并增大，故电灯B将变亮，故B、D错误，C正确．
直流电路的动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．
风速计风速计是测量空气流速的仪器．它的种类较多，气象站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的锥形空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺着一个方向排列．整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转．
例3 如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F．【答案】(1)1 Ω (2)260 N 垂直于迎风板向里
【解析】(1)电阻R与金属细杆串联连接由E＝I(R0l0＋R＋r)，U1＝IR0l0，解得R0＝1 Ω．(2)设此时弹簧长度为l，由E＝I2(R0l＋R＋r)，U2＝I2R0l，F＝k(l0－l)，可解得F＝260 N，垂直于迎风板向里．
1．一种锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示( )A．只要该电源工作就有1.2 J其他形式的能转化为电能B．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功一定少C．该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功一定慢D．电路中每通过1 C电荷量时，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能【答案】D
【解析】该电源工作时，非静电力做功为W＝qE，可知，当电路中每通过1 C电荷量时，非静电力做功W＝qE＝1×1.2 J＝1.2 J，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能，若q≠1 C，则W≠1.2 J，故A错误，D正确；由W＝qE知，非静电力做功不仅与电源的电动势有关，还与电路中通过的电荷量有关，所以该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功不一定少，故B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，说明该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功本领小，但不一定慢，故C错误．
2．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( )A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．当外电阻增大时，内电压增加【答案】A
4．(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图像，则( )A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【答案】ACD
1．在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移动到正极板克服电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比，叫做电源的________，公式为E＝________．W：电源非静电力移动正电荷所做的功，单位为________，符号为J．q：电源非静电力移动的电荷量， 单位是_______，符号为C．E：电源电动势，单位是________，符号为V．
2．电源电动势的方向：规定为由电源的_______(低电势)指向________ (高电势)．在电源内部的电路中，非静电力移动正电荷形成电流，电流的方向是从负极指向正极；在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从电源正极流向电源负极．
关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【答案】C
1．描述闭合电路的几个基本物理量：用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如下图所示．
(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做________，通常用r表示．闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为________．(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做________，其电阻叫做________，通常用R表示．闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为________，也常称为________电压，简单地记为U．
2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__________做功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即Eq＝______________．
3．闭合电路的欧姆定律．(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成__________，跟内、外电路的电阻之和成__________．(2)公式：I＝________；适用范围：__________电路．(3)常用的变形公式：E＝_____________或U外＝__________；适用范围：任何闭合电路．
一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A．0.10 VB．0.20 VC．0.30 VD．0.40 V【答案】D
结论：(1)R增大→U外______；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0．
2．路端电压与电流的关系．(1)公式：U外＝__________．(2)图像(U－I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示___________，斜率的绝对值表示_____________．
为什么电源电动势在数值上等于电源没接入电路时两极间的电压？【答案】当电源没有接入电路时，电源中的电流等于零，此时内电压等于零，所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势．
(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法中正确的是( )A．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大【答案】AD
【解析】由图像可知两电源的U－I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C错误．由图像可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，D正确．
闭合电路中的几个关系式．
对闭合电路欧姆定律的理解
例1 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A ．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．【答案】2 V 1 Ω
【解析】当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r，①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r，②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω．
变式1 如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω．求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？【答案】30 Ω
闭合电路问题的求解方法1．分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．2．求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．3．应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．
闭合电路动态问题分析思路．1．明确电路结构，即电路各元件的连接方式．2．明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化．
例2 在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表．保持电源电动势E和内电阻r不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动头向上移动时( )A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变小，电流表示数变小D．电压表示数变大，电流表示数变大【答案】C
变式2 如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时( )A．通过电源的电流增大B．电阻R中的电流增大C．电灯A将变亮一些D．电灯B将变暗一些【答案】C
【解析】当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与B灯并联，电阻增大，则外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，故通过电源的电流减小，故A错误．路端电压U＝E－Ir，E、r不变，则U增大，而A灯的电压等于路端电压，则知灯A变亮；通过R的电流IR＝I－IA，U增大，通过A灯的电流IA增大，而I减小，则知IR减小，变阻器与B灯并联，电压U并＝U－IRR，U增大，IR减小，则U并增大，故电灯B将变亮，故B、D错误，C正确．
直流电路的动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．
风速计风速计是测量空气流速的仪器．它的种类较多，气象站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的锥形空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺着一个方向排列．整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转．
例3 如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F．【答案】(1)1 Ω (2)260 N 垂直于迎风板向里
【解析】(1)电阻R与金属细杆串联连接由E＝I(R0l0＋R＋r)，U1＝IR0l0，解得R0＝1 Ω．(2)设此时弹簧长度为l，由E＝I2(R0l＋R＋r)，U2＝I2R0l，F＝k(l0－l)，可解得F＝260 N，垂直于迎风板向里．
1．一种锌汞电池的电动势为1.2 V，这表示( )A．只要该电源工作就有1.2 J其他形式的能转化为电能B．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功一定少C．该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功一定慢D．电路中每通过1 C电荷量时，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能【答案】D
【解析】该电源工作时，非静电力做功为W＝qE，可知，当电路中每通过1 C电荷量时，非静电力做功W＝qE＝1×1.2 J＝1.2 J，该电源把1.2 J其他形式的能转化为电能，若q≠1 C，则W≠1.2 J，故A错误，D正确；由W＝qE知，非静电力做功不仅与电源的电动势有关，还与电路中通过的电荷量有关，所以该电源与电动势为1.5 V的干电池相比非静电力做功不一定少，故B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，说明该电源与电动势为2 V的铅蓄电池相比非静电力做功本领小，但不一定慢，故C错误．
2．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是( )A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．当外电阻增大时，内电压增加【答案】A
4．(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图像，则( )A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【答案】ACD
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