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人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律授课课件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授课课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了导学·掌握必备知识，共研·突破关键能力，精练·落实学科素养，其他形式，电荷量，用电器，电源内部，电源外部，EIt，I2Rt等内容，欢迎下载使用。
一、电动势1．非静电力(1)非静电力：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷，这种力叫作非静电力．(2)来源：在化学电池中，非静电力是________作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是________作用，它使机械能转化为电势能．2．电源通过非静电力做功把____________的能转化为电势能的装置．
3．电动势(1)定义：非静电力所做的________与所移动的________之比叫作电动势．(2)公式：E＝________． 由电源本身性质决定(3)单位：伏特(V)．(4)大小：电动势在数值上等于非静电力把________的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
二、闭合电路的欧姆定律及其能量分析1．闭合电路(1)闭合电路是指由电源和_______及导线组成的完整的电路．(2)内电路：如图所示，________的电路叫内电路，________的电阻叫内电阻．(3)外电路：________的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻．
三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器．2．路端电压：外电路的电势降落．3．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝________．(2)电源的UI图像
【情境思考】疫情防控期间，学校要求严格实行体温每日三检制度．体温检测员小张同学仔细研究了班里的额温枪及其技术参数，发现它以两节干电池(内阻不可忽略)为电源，工作电流为5 mA，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱，快速、准确且无接触地测量体温．工作温度：0～45 ℃(建议16～45 ℃)电源：2×1.5 V 工作电流：5 mA待机电流：10 μA 测量时间：1 s测量精度：±0.2 ℃(16～35 ℃) 显示精度：0.1 ℃量程：0～60 ℃(超出35～42 ℃精度下降)
根据以上描述，判断以下问题．(1)额温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V．( )(2)若换用两节充满电的800 mA·h充电电池，则可测温5.76×104次．( )(3)额温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能．( )
拓展 2 常用的不同型号的干电池，如1号、5号、7号干电池，其电动势一般都为1.5 V，这说明了什么？提示：说明了不同型号干电池的非静电力做功的能力相同，在电池内非静电力把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J．
拓展 3 电动势与电压的区别如图所示，电压表的示数就是电源的电动势吗？提示：不是．电压表示数近似等于电源电动势．说明：电动势和电压是两个不同的概念，电压跟静电力对应，电动势跟非静电力对应．
拓展4 根据能量守恒定律，非静电力做的功应等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt，得出E＝U＋Ir.
[训练1] 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
解析：在电源内部非静电力把正电荷从负极移动到正极，A错误；对于给定的电源，非静电力把单位正电荷从负极向正极移做功越多，电动势就越大，B、D错误；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，C正确．
[训练2] (多选)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是( )A．该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位B．该电池的电动势为3.6 VC．该电池在工作1 h后达到的电流为500 mAD．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h
解析：电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h．电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mA·h是电荷量单位，故A、C错误，B、D正确．
【归纳】1．内、外电路中的电势变化如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．
2．闭合电路的欧姆定律的表达形式
【典例】例2 在闭合电路中，下列叙述正确的是( )A．当外电路断开时，路端电压等于零B．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C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大D．当外电阻增大时，路端电压将减小
例3 在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点接理想电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
思维提升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．
[训练3] 如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V．两表均视为理想表．(1)求R1、R2的阻值．(2)求电源的电动势和内阻．
5.6 V 0.5 Ω
[训练4] 如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.5 Ω的电动机，R＝8 Ω，电源电动势E＝10 V，当S断开时，电流表的示数I1＝1 A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝3 A．电流表为理想电表．(1)求电源内阻r.(2)求开关S断开时，电阻R消耗的功率P.(3)求开关S闭合时，通过电动机M的电流大小IM.
目标三 路端电压与负载的关系【导思】我们常见到这样的情景，傍晚时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮．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，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来．如何解释上述现象呢？
用电高峰时段或打开大功率的空调后，电路中接入了较多的用电器，由于这些用电器是并联的，总电阻变小了，干路电流就会变大，干路导线中的电阻消耗的电压多，灯泡两端的电压变小，因此灯泡的亮度就变暗了．
2.由U＝E－Ir知，电源的U-I图像是一条倾斜的直线．如图所示，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻．
【典例】例4 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电．关于路端电压，下列说法正确的是( )A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D.若外电路断开，则路端电压为零
解析：路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，D错误．
[训练5] 如图所示是甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势小于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
目标四 欧姆表的原理【归纳】1．欧姆表的原理(如图所示)
2．欧姆表表盘的刻度标注
3.欧姆表的表盘刻度特点(1)欧姆表的表盘刻度不均匀且与其他电表(如电流表、电压表)的刻度是相反的．(2)从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度线是电流最大刻度，电阻“∞”刻度线是电流零刻度，欧姆表可测阻值为0～∞的电阻．4．欧姆表测电阻的误差分析使用旧电池给测量带来误差：电池使用较长时间后，电动势会下降，会使电阻测量值偏大，要及时更换新电池，由于调零电阻的存在，电池内阻的变化不会引起误差．
例5 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的．欧姆表内有电源，其简化电路如图所示．设电源的电动势为E，内阻为r，电流表的电阻为Rg，可调电阻为R1，电流表的满偏电流为Ig.(1)测量前需将红、黑表笔短接(相当于被测电阻为0)，调节可调电阻R1使电流表满偏，根据闭合电路欧姆定律，电流表的满偏电流Ig＝________(用题目中给出的物理量表示)．
(2)此后，将红、黑表笔之间接入待测电阻Rx，电流表指针指在Ix处，由闭合电路欧姆定律可得Rx＝________(用题目中给出的物理量表示)． (3)若电流表的满偏电流Ig＝200 mA，电源电动势E＝3 V，请把电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中．(4)现测量一个待测电阻大约180 Ω左右的电阻，需要选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1”“×10”或“×100”)位置．
[训练6] 把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示．现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)滑动变阻器选用______．(2)红表笔接____端，黑表笔接____端．(选填“M”或“N”)(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________．(4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
2．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( )A．电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转变为电能B．电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转变为电能C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D．铅蓄电池比干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大
解析：铅蓄电池的电动势为2 V，表示非静电力将1 C正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J，即2 J的化学能转变为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误．
4.如图所示的是握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，AB间有可收缩的导线，R0是保护电阻，电压表示数会随压力变化而变化．不计AB间可收缩导线的电阻的变化，则当握力F增加时，电压表的示数将( )A．变大 B．变小C．不变 D．无法确定
解析：当握力F增加时，AB间距减小，则滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，总电流减小，则R0和电源内阻的电压减小，则滑动变阻器两端电压变大，即电压表的示数将变大．故选A.
一、电动势1．非静电力(1)非静电力：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷，这种力叫作非静电力．(2)来源：在化学电池中，非静电力是________作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是________作用，它使机械能转化为电势能．2．电源通过非静电力做功把____________的能转化为电势能的装置．
3．电动势(1)定义：非静电力所做的________与所移动的________之比叫作电动势．(2)公式：E＝________． 由电源本身性质决定(3)单位：伏特(V)．(4)大小：电动势在数值上等于非静电力把________的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
二、闭合电路的欧姆定律及其能量分析1．闭合电路(1)闭合电路是指由电源和_______及导线组成的完整的电路．(2)内电路：如图所示，________的电路叫内电路，________的电阻叫内电阻．(3)外电路：________的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻．
三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器．2．路端电压：外电路的电势降落．3．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝________．(2)电源的UI图像
【情境思考】疫情防控期间，学校要求严格实行体温每日三检制度．体温检测员小张同学仔细研究了班里的额温枪及其技术参数，发现它以两节干电池(内阻不可忽略)为电源，工作电流为5 mA，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱，快速、准确且无接触地测量体温．工作温度：0～45 ℃(建议16～45 ℃)电源：2×1.5 V 工作电流：5 mA待机电流：10 μA 测量时间：1 s测量精度：±0.2 ℃(16～35 ℃) 显示精度：0.1 ℃量程：0～60 ℃(超出35～42 ℃精度下降)
根据以上描述，判断以下问题．(1)额温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V．( )(2)若换用两节充满电的800 mA·h充电电池，则可测温5.76×104次．( )(3)额温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能．( )
拓展 2 常用的不同型号的干电池，如1号、5号、7号干电池，其电动势一般都为1.5 V，这说明了什么？提示：说明了不同型号干电池的非静电力做功的能力相同，在电池内非静电力把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J．
拓展 3 电动势与电压的区别如图所示，电压表的示数就是电源的电动势吗？提示：不是．电压表示数近似等于电源电动势．说明：电动势和电压是两个不同的概念，电压跟静电力对应，电动势跟非静电力对应．
拓展4 根据能量守恒定律，非静电力做的功应等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt，得出E＝U＋Ir.
[训练1] 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
解析：在电源内部非静电力把正电荷从负极移动到正极，A错误；对于给定的电源，非静电力把单位正电荷从负极向正极移做功越多，电动势就越大，B、D错误；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，C正确．
[训练2] (多选)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是( )A．该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位B．该电池的电动势为3.6 VC．该电池在工作1 h后达到的电流为500 mAD．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h
解析：电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h．电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mA·h是电荷量单位，故A、C错误，B、D正确．
【归纳】1．内、外电路中的电势变化如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．
2．闭合电路的欧姆定律的表达形式
【典例】例2 在闭合电路中，下列叙述正确的是( )A．当外电路断开时，路端电压等于零B．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C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大D．当外电阻增大时，路端电压将减小
例3 在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点接理想电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
思维提升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．
[训练3] 如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V．两表均视为理想表．(1)求R1、R2的阻值．(2)求电源的电动势和内阻．
5.6 V 0.5 Ω
[训练4] 如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.5 Ω的电动机，R＝8 Ω，电源电动势E＝10 V，当S断开时，电流表的示数I1＝1 A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝3 A．电流表为理想电表．(1)求电源内阻r.(2)求开关S断开时，电阻R消耗的功率P.(3)求开关S闭合时，通过电动机M的电流大小IM.
目标三 路端电压与负载的关系【导思】我们常见到这样的情景，傍晚时段，万家灯火，但是灯光较暗；而夜深人静的时候，灯光特别亮．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，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来．如何解释上述现象呢？
用电高峰时段或打开大功率的空调后，电路中接入了较多的用电器，由于这些用电器是并联的，总电阻变小了，干路电流就会变大，干路导线中的电阻消耗的电压多，灯泡两端的电压变小，因此灯泡的亮度就变暗了．
2.由U＝E－Ir知，电源的U-I图像是一条倾斜的直线．如图所示，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻．
【典例】例4 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电．关于路端电压，下列说法正确的是( )A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D.若外电路断开，则路端电压为零
解析：路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，D错误．
[训练5] 如图所示是甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势小于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
目标四 欧姆表的原理【归纳】1．欧姆表的原理(如图所示)
2．欧姆表表盘的刻度标注
3.欧姆表的表盘刻度特点(1)欧姆表的表盘刻度不均匀且与其他电表(如电流表、电压表)的刻度是相反的．(2)从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度线是电流最大刻度，电阻“∞”刻度线是电流零刻度，欧姆表可测阻值为0～∞的电阻．4．欧姆表测电阻的误差分析使用旧电池给测量带来误差：电池使用较长时间后，电动势会下降，会使电阻测量值偏大，要及时更换新电池，由于调零电阻的存在，电池内阻的变化不会引起误差．
例5 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的．欧姆表内有电源，其简化电路如图所示．设电源的电动势为E，内阻为r，电流表的电阻为Rg，可调电阻为R1，电流表的满偏电流为Ig.(1)测量前需将红、黑表笔短接(相当于被测电阻为0)，调节可调电阻R1使电流表满偏，根据闭合电路欧姆定律，电流表的满偏电流Ig＝________(用题目中给出的物理量表示)．
(2)此后，将红、黑表笔之间接入待测电阻Rx，电流表指针指在Ix处，由闭合电路欧姆定律可得Rx＝________(用题目中给出的物理量表示)． (3)若电流表的满偏电流Ig＝200 mA，电源电动势E＝3 V，请把电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中．(4)现测量一个待测电阻大约180 Ω左右的电阻，需要选择开关旋转到欧姆挡________(选填“×1”“×10”或“×100”)位置．
[训练6] 把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示．现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)滑动变阻器选用______．(2)红表笔接____端，黑表笔接____端．(选填“M”或“N”)(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________．(4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
2．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( )A．电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转变为电能B．电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转变为电能C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D．铅蓄电池比干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大
解析：铅蓄电池的电动势为2 V，表示非静电力将1 C正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J，即2 J的化学能转变为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误．
4.如图所示的是握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，AB间有可收缩的导线，R0是保护电阻，电压表示数会随压力变化而变化．不计AB间可收缩导线的电阻的变化，则当握力F增加时，电压表的示数将( )A．变大 B．变小C．不变 D．无法确定
解析：当握力F增加时，AB间距减小，则滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，总电流减小，则R0和电源内阻的电压减小，则滑动变阻器两端电压变大，即电压表的示数将变大．故选A.
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