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人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律课文课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律课文课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了目标体系构建，素养目标，课前预习反馈，用电器，知识点1，电势能，电荷量，知识点2，内电路，EIt等内容，欢迎下载使用。
2．闭合电路的欧姆定律
第1课时 闭合电路的欧姆定律
【课程标准】1．知道闭合电路的组成，理解电源的电动势的定义和定义式。2．能从能量的转化和守恒的角度推导闭合电路的欧姆定律。3．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析与计算。
电动势1．闭合电路：由导线、电源和__________连成的电路。_________和导线组成外电路，电源内部是内电路。2．非静电力：在电源内部把正电荷从________搬运到________的力。3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为__________的装置。
4．电动势(1)定义：非静电力所做的功与所移动的__________之比。(2)定义式：E＝______。(3)单位：电动势的单位是伏特(V)。(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，与外电路________。
闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________。即I＝______。2．在电源外电路中，沿电流方向电势________。3．电源的内电阻：电源__________的电阻，简称内阻。
4．闭合电路中能量的转化情况电源的非静电力做功：W＝Eq＝__________，电源在外电路中电能转化为内能Q外＝__________，电源在内电路中能转化为内能Q内＝__________，由能量守恒得：W＝Q外＋Q内。即：EIt＝__________________。5．闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流跟________________成正比，跟内、外电路中的____________成反比。(2)表达式：I＝________。
路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系(1)表达式：U＝____________。(2)图像(U－I)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示__________，斜率的绝对值表示电源的________。
2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U________，当R增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝______。
『判一判』(1)电动势与电势差实质上是一样的。( )(2)电源的电动势由电源自身决定。( )(3)电源电动势越大，非静电力做功的本领越强。( )(4)闭合电路沿着电流的方向电势一定降低。( )
(5)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比。( )(6)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大。( )(7)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。( )(8)外电路短路时，电路中的电流无穷大。( )
『选一选』(2022·广西柳州市柳江实验高中高二学业考试)如图的电路中，电源电动势E为3 V，定值电阻R为5 Ω，当开关闭合时，理想电流表的示数为0.5 A，电源内阻r为( )A．0.5 ΩB．1.0 ΩC．1.5 ΩD．2.0 Ω
『想一想』我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮，这是为什么？还有，在家用电器使用中，打开大功率的空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又会马上亮起来，这是为什么？
解析：当电路中接入较多的用电器时，由于这些用电器是并联的，其总电阻会变小，干路中的电流就会增大，由于导线有电阻，在导线上就有较大的电压降，造成灯泡两端的电压变小，因此灯泡的亮度就变暗了。
要在电路中维持持续电流，电路中必须接有电源，电池是常见的电源，右图是常见的各种电池。用什么物理量去描述电源的特性呢？提示：电动势。
1．电动势的物理意义电动势大小反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小。2．电动势的大小在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。3．方向电动势是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。
4．电动势和电压的区别与联系
下列关于电源电动势的说法中正确的是( )A．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多B．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D．在某电池的电路中，每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 V
思路引导：(1)电源的电动势指电源中非静电力做功本领的大小，即移送单位正电荷非静电力所做功的多少。(2)电源向外提供的电能与电源的工作状态及通电时间有关。(3)电源的电动势是电源本身的性质，与外电路工作情况无关。
1．关于电动势与电压的说法正确的是( )A．电动势就是电压，等于内、外电压之和B．电动势就是电源没有接入电路时两极之间的电压C．电动势、电压、电势差虽然名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同D．电动势表征的是非静电力做功的能力，即电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量，电压表征的是电场力做功的能力，是在电路中将电势能转化为其他形式的能的物理量
解析：电动势是电源本身的性质，其大小等于内、外电压之和，但不能说它就是电压，选项A、B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量，电压表征的是电场力做功的能力，是在电路中将电势能转化为其他形式的能的物理量，电动势的单位与电压、电势差相同，但物理意义不同，选项C错误，D正确。
如图是闭合电路中电势升降的一个比喻。图中小男孩就像电路中的正电荷一样，是升降机的作用实现了他的持续运动。两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差，电源就像升降机，升降机升起的高度相当于电源的电动势。根据此比喻请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？
对闭合电路的欧姆定律的理解
1．闭合电路的欧姆定律的表达形式
2．路端电压U随电流I变化的图像(U－I关系图)：(1)U－I图像的函数表达式：U＝E－Ir。(2)U－I图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示。
(3)几个特点。①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻。
如图所示电路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8 V，当S闭合时，电压表示数为1 V，求电源的电动势与内阻。
思路引导：根据电路结构，结合电表示数，列闭合电路欧姆定律方程求解。
答案：2 V 0.5 Ω
【方法总结】解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路各元件连接方式，画出等效电路图。(2)根据闭合电路欧姆定律求干路电流I。(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。
2．(2022·全国高二课时练习)人造地球卫星大多用太阳能电池供电，太阳能电池是由许多片太阳能电池板组成的。现把太阳能电池置于如图所示的电路中，当断开开关时，电压表的示数U1＝800 mV。已知电阻的阻值为20 Ω，当闭合开关时，电压表的示数U2＝400 mV。求该太阳能电池的内阻r。答案：20 Ω
1．闭合电路与部分电路的U－I图像比较(1)金属导体在温度没有显著变化时，电阻是不变的，由部分电路欧姆定律可知，电流跟电阻两端电压成正比，其U－I图像是通过坐标原点的直线，如图1所示。在闭合电路中，路端电压和流经电源的电流关系为U＝E－Ir，其U－I图像是一条斜向下的直线，如图2所示。
知识延伸静态工作点：当用一个电源和一个电阻构成串联电路时，可以在同一个坐标系下分别作出电源的U－I图像及电阻的U－I图像，其交点即静态工作点，交点处对应的电压为路端电压，对应的电流为工作电流。
一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压。
答案：(1)4 V 1 Ω (2)3 V
说明：(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”。(图乙)
1．(2022·河北省新乐市一中高二上学期测试)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A．电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置B．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领C．在电源内部负电荷从低电势处向高电势处移动D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化解析：电源是通过非静电力把其他形式的能转化为电能的装置，故A错误，B正确；在电源内部，电流方向从负极指向正极，所以负电荷从高电势处向低电势处移动，故C错误；把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故D错误。故选B。
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示电路中，电源的电动势为3.0 V。闭合开关后，电压表示数为2.4 V，电流表示数为0.60 A。将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为( )A．0.50 ΩB．1.0 ΩC．1.5 ΩD．2.0 Ω
解析：根据闭合电路欧姆定律知U＝E－Ir，代入数据有2.4＝3.0－0.60r，求得r＝1.0Ω。
3．(2022·全国高二期中)某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为4 mA；两支表笔与2 000 Ω的电阻相连时，电流表的读数为2.0 mA。由此可知，则此欧姆表所用电源的电动势E是( )A．8 VB．4 VC．6 VD．无法求出
4．(2022·北京人大附中朝阳学校高一下学期段考)在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。
(1)闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；(2)若电源的电动势E为3 V，电源的内阻r为1 Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14 Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压(路端电压)U为多大？
2．闭合电路的欧姆定律
第1课时 闭合电路的欧姆定律
【课程标准】1．知道闭合电路的组成，理解电源的电动势的定义和定义式。2．能从能量的转化和守恒的角度推导闭合电路的欧姆定律。3．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析与计算。
电动势1．闭合电路：由导线、电源和__________连成的电路。_________和导线组成外电路，电源内部是内电路。2．非静电力：在电源内部把正电荷从________搬运到________的力。3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为__________的装置。
4．电动势(1)定义：非静电力所做的功与所移动的__________之比。(2)定义式：E＝______。(3)单位：电动势的单位是伏特(V)。(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，与外电路________。
闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________。即I＝______。2．在电源外电路中，沿电流方向电势________。3．电源的内电阻：电源__________的电阻，简称内阻。
4．闭合电路中能量的转化情况电源的非静电力做功：W＝Eq＝__________，电源在外电路中电能转化为内能Q外＝__________，电源在内电路中能转化为内能Q内＝__________，由能量守恒得：W＝Q外＋Q内。即：EIt＝__________________。5．闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流跟________________成正比，跟内、外电路中的____________成反比。(2)表达式：I＝________。
路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系(1)表达式：U＝____________。(2)图像(U－I)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示__________，斜率的绝对值表示电源的________。
2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U________，当R增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝______。
『判一判』(1)电动势与电势差实质上是一样的。( )(2)电源的电动势由电源自身决定。( )(3)电源电动势越大，非静电力做功的本领越强。( )(4)闭合电路沿着电流的方向电势一定降低。( )
(5)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比。( )(6)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大。( )(7)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零。( )(8)外电路短路时，电路中的电流无穷大。( )
『选一选』(2022·广西柳州市柳江实验高中高二学业考试)如图的电路中，电源电动势E为3 V，定值电阻R为5 Ω，当开关闭合时，理想电流表的示数为0.5 A，电源内阻r为( )A．0.5 ΩB．1.0 ΩC．1.5 ΩD．2.0 Ω
『想一想』我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮，这是为什么？还有，在家用电器使用中，打开大功率的空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯又会马上亮起来，这是为什么？
解析：当电路中接入较多的用电器时，由于这些用电器是并联的，其总电阻会变小，干路中的电流就会增大，由于导线有电阻，在导线上就有较大的电压降，造成灯泡两端的电压变小，因此灯泡的亮度就变暗了。
要在电路中维持持续电流，电路中必须接有电源，电池是常见的电源，右图是常见的各种电池。用什么物理量去描述电源的特性呢？提示：电动势。
1．电动势的物理意义电动势大小反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小。2．电动势的大小在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。3．方向电动势是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。
4．电动势和电压的区别与联系
下列关于电源电动势的说法中正确的是( )A．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多B．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D．在某电池的电路中，每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 V
思路引导：(1)电源的电动势指电源中非静电力做功本领的大小，即移送单位正电荷非静电力所做功的多少。(2)电源向外提供的电能与电源的工作状态及通电时间有关。(3)电源的电动势是电源本身的性质，与外电路工作情况无关。
1．关于电动势与电压的说法正确的是( )A．电动势就是电压，等于内、外电压之和B．电动势就是电源没有接入电路时两极之间的电压C．电动势、电压、电势差虽然名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同D．电动势表征的是非静电力做功的能力，即电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量，电压表征的是电场力做功的能力，是在电路中将电势能转化为其他形式的能的物理量
解析：电动势是电源本身的性质，其大小等于内、外电压之和，但不能说它就是电压，选项A、B错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量，电压表征的是电场力做功的能力，是在电路中将电势能转化为其他形式的能的物理量，电动势的单位与电压、电势差相同，但物理意义不同，选项C错误，D正确。
如图是闭合电路中电势升降的一个比喻。图中小男孩就像电路中的正电荷一样，是升降机的作用实现了他的持续运动。两端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差，电源就像升降机，升降机升起的高度相当于电源的电动势。根据此比喻请探究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？
对闭合电路的欧姆定律的理解
1．闭合电路的欧姆定律的表达形式
2．路端电压U随电流I变化的图像(U－I关系图)：(1)U－I图像的函数表达式：U＝E－Ir。(2)U－I图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示。
(3)几个特点。①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻。
如图所示电路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8 V，当S闭合时，电压表示数为1 V，求电源的电动势与内阻。
思路引导：根据电路结构，结合电表示数，列闭合电路欧姆定律方程求解。
答案：2 V 0.5 Ω
【方法总结】解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路各元件连接方式，画出等效电路图。(2)根据闭合电路欧姆定律求干路电流I。(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。
2．(2022·全国高二课时练习)人造地球卫星大多用太阳能电池供电，太阳能电池是由许多片太阳能电池板组成的。现把太阳能电池置于如图所示的电路中，当断开开关时，电压表的示数U1＝800 mV。已知电阻的阻值为20 Ω，当闭合开关时，电压表的示数U2＝400 mV。求该太阳能电池的内阻r。答案：20 Ω
1．闭合电路与部分电路的U－I图像比较(1)金属导体在温度没有显著变化时，电阻是不变的，由部分电路欧姆定律可知，电流跟电阻两端电压成正比，其U－I图像是通过坐标原点的直线，如图1所示。在闭合电路中，路端电压和流经电源的电流关系为U＝E－Ir，其U－I图像是一条斜向下的直线，如图2所示。
知识延伸静态工作点：当用一个电源和一个电阻构成串联电路时，可以在同一个坐标系下分别作出电源的U－I图像及电阻的U－I图像，其交点即静态工作点，交点处对应的电压为路端电压，对应的电流为工作电流。
一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压。
答案：(1)4 V 1 Ω (2)3 V
说明：(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”。(图乙)
1．(2022·河北省新乐市一中高二上学期测试)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A．电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置B．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领C．在电源内部负电荷从低电势处向高电势处移动D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化解析：电源是通过非静电力把其他形式的能转化为电能的装置，故A错误，B正确；在电源内部，电流方向从负极指向正极，所以负电荷从高电势处向低电势处移动，故C错误；把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故D错误。故选B。
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示电路中，电源的电动势为3.0 V。闭合开关后，电压表示数为2.4 V，电流表示数为0.60 A。将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为( )A．0.50 ΩB．1.0 ΩC．1.5 ΩD．2.0 Ω
解析：根据闭合电路欧姆定律知U＝E－Ir，代入数据有2.4＝3.0－0.60r，求得r＝1.0Ω。
3．(2022·全国高二期中)某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为4 mA；两支表笔与2 000 Ω的电阻相连时，电流表的读数为2.0 mA。由此可知，则此欧姆表所用电源的电动势E是( )A．8 VB．4 VC．6 VD．无法求出
4．(2022·北京人大附中朝阳学校高一下学期段考)在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。
(1)闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；(2)若电源的电动势E为3 V，电源的内阻r为1 Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14 Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压(路端电压)U为多大？
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