1、2.7闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律新课导入新课导入 我们已经知道，对于不含电源的部分电路而言，电流与电路两端的电压成正比，与电阻成反比。R RAVRUI 欧姆定律欧姆定律 那么，对于含有电源的闭合电路来说，电流、电动势、总电阻三者之间有何关系呢？ESR RAV一、闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律1、只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路，电路中才有电流。ESR RAV外电路外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。电源外部的用电器和导线构成外电路。r内电路内电路:电源内部是内电路。电源内部是内电路。内电路：非静电力把正电荷由负极移向正极。2、闭合回路中的电流方向、闭合回路中的电流
2、方向外电路：正电荷在恒定电场的作用下由正极移向负极ESR R+-非静电力 电源的作用电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能。能转化为电能。水在重力作用下，总是由高处流向低处。3 3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况 正电荷在静电力的作用下从电势高的位置向电势低的位置移动，电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向，所以在外电路中，沿电流方向电势降低。ESR R （1）在外电路中，）在外电路中，沿电流方向电势降低。沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，由于有）在内电路中，由于有“水泵把水送往高处水泵把水送往高处”电流电流方向存在电势方向存在电势
3、“跃升跃升”,沿电流方向电势升高。沿电流方向电势升高。水流水流地势高地势高地势低地势低水轮机水轮机（负载负载）水泵水泵ABCMM3 3、电路中的电势变化情况、电路中的电势变化情况BDAC由于能量守恒：升高的总是等于降低的。1、在时间、在时间 t 内，外电路中电流做功产生内，外电路中电流做功产生的热为多少？的热为多少？设电源电动势为设电源电动势为 E，内阻为，内阻为 r，外电路的用电器都是，外电路的用电器都是纯电阻纯电阻,阻值阻值为为 R，闭合电路的电流为，闭合电路的电流为 I。从能量转化方面考虑。从能量转化方面考虑。2、在时间、在时间 t 内，内电路中电流做功产生的热为多少？内，内电路中电流做
4、功产生的热为多少？3、电流流经电源时，在时间、电流流经电源时，在时间 t 内非静电力做多少功？内非静电力做多少功？W=Eq=EIt4、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？、根据能量守恒定律，以上各能量之间有什么关系？Q外外=I 2RtQ内内=I 2 rtP54焦耳定律焦耳定律这里的E可以看成电压U W=qU=UItW=Q外外+Q内内即即 EIt=I 2Rt I 2 rt 根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、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。外电路中电能转化为其他形式的能的总和。整理得：E=IRIr1、表述：闭合电路中的电流跟电源的
5、电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。2、数学公式：3、适用条件：外电路是纯电阻的电路。一、闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律 E为为电动势电动势 r为为内阻内阻R为为外电路的外电路的电阻电阻 E=IR I r，说明：1、U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。2、U内=Ir 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。3、E =IR I r E=U外外+U内内。电动电动势等于内外电路电势降落之和。势等于内外电路电势降落之和。例1：一个电源接8电阻时，通过电源的电流为0.15A，接13电阻时，通过电源的电流为0.10A，求电源的电动势和内阻。ESR RA解：E=0.1580.15
6、 rE=0.10130.10 rE=1.5V r=2联立得rIRIE111 rIRIE222 分别带入数据得：电路中，消耗电能的元件常常称为负载 负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。如下图中将另一个灯泡再串联入电路中，大家猜想一下，会出现什么情况呢？变暗了。二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系那么路端电压随负载，怎样变化呢？按下图所示连接电路。闭合开关S0以接通电源，再闭合开关S，改变外电路的电阻R，观察路端电压怎样随着负载的变化而变化。演演 示示AVSR0RS0当S断开时，电压表测电源两端的电压。当S闭合时，电压表测电阻两端的电压。注意：实验表明：当外电阻增大时
7、，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。现在用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压实际上就是外电压。由E=U外+U内和U内=Ir可以求得路端电压的表达式：或U=IRE、rsRAV 当外电阻R增加（串联）时，由 可知，电流I减小，因此内电路的电势降落U内=Ir减小。由上式知，这时路端电压U增大。就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的 相反，当外电阻R减小（并联）时，电流I增大，路端电压U减小。结论：结论：端电压随着外电阻的增大而增大，端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。随着外电阻的减小而减小。说一说说一说 一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的
8、时候，灯光发暗，而当夜深人静时，灯光特别明亮。又如，在插上电炉、电暖气等功率大的电器时，灯光会发暗，拔掉后灯光马上又亮起来。在一些供电质量不太好的地区尤其是这样。试着解释这种现象。1、家庭电路的用电器是并联在电路中的，外电阻R减小，电流I增大，路端电压U减小，所以暗。深夜后用电器少，外电阻R增大，电流I减少，路端电压U增大，所以亮。2、插上电炉等电器，在电路中是并联，同上。两个特例：两个特例：（2）外电路短路时（1）外电路断路时E、rAVE、rAV断路时的路端电压等于电源电动势E,0,端UIR0,0端UrEIR短路时电流很大为Im=E/r 解：解：根据全电路欧姆定律，根据全电路欧姆定律，可列出
9、方程组可列出方程组:例例2:如图所示，如图所示，R1=14 W W，R2=9W W，当单当单刀双掷开关刀双掷开关 S 扳到位置扳到位置 1 时，则得的电流时，则得的电流 I1=0.2 A；当当S 扳到位置扳到位置 2 时，测得电流时，测得电流 I 2=0.3 A。求电源电动势求电源电动势E 和内电阻和内电阻r。rSEAR1R212rIRIE111 rIRIE222 E=0.2140.2 rE=0.390.3 rE=3V r=1联立得分别带入数据得：思考讨论思考讨论 设电源的电动势E=3V，内阻r=2.请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系函数图像，并
10、讨论以下问题。（1）外电路断开的状态对应图中哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？（2）电动势E的大小对图像有什么影响？（3）电源短路的状态对应于图中哪个点？怎样读出这时电流的大小？（4）r的大小图像有什么影响？UI0EI短断路断路短路短路纵坐标截距等于电源电动势纵坐标截距等于电源电动势横坐标截距等于横坐标截距等于短短E/r由由U外外EIr 可知，可知，U外外I 图图象象是一条斜向下的直是一条斜向下的直线，如图所示线，如图所示。例3：下列说法正确的是 ()BD A、电源被短路时，放电电流无穷大 B、外电路断路时，路端电压最高 C、外电路电阻减小时，路端电压升高 D、不管外电路电阻怎样变化
11、，其电源的内、外电压之和保持不变例4：如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是（）A、电源的电动势为 6.0 V B、电源的内阻为 12 C、电流为 0.2 A 时，外电阻是 100 D、电源的短路电流为 0.5 AAD5.400.46.05.85.60.2I/AU/V 答：不接负载时的电压即为电动势，因此E=600V，短路时外电阻R=0。根据闭合电路的欧姆定律得：W2030600AVIEr例5：许多人造卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片电池组成。某电池板不接负载时的电动势为600V，短路电流是30A。求这块电池板的内阻。课堂小结一、闭合电路欧姆定律1、只有用导线把电源、用电
12、器连成一个闭合电路，电路中才有电流。外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。内电路:电源内部是内电路。内电路：非静电力把正电荷由负极移向正极。2、闭合回路中的电流方向外电路：正电荷在恒定电场的作用下由正极移向负极电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能。3、电路中的电势变化情况 在外电路中，沿电流方向电势降低。在内电路中，沿电流方向电势升高。由于能量守恒：升高的总是等于降低的。1、表述：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。2、数学公式：3、适用条件：外电路是纯电阻的电路。E为电动势,r为内阻,R为外电路的电阻 闭合电路欧姆定律说明：1、U外=IR是
13、外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。2、U内=Ir 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。3、E =IR I r E=U外外+U内内。电动势等于内外电路电势降落之和。二、路端电压与负载的关系 电路中，消耗电能的元件常常称为负载,负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。结论：端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。两个特例：（2）外电路短路时（1）外电路断路时断路时的路端电压等于电源电动势E,0,端UIR0,0端UrEIR短路时电流很大为Im=E/rUI0EI短断路断路短路短路纵坐标截距等于电源电动势纵坐标截距等于电源电动
14、势横坐标截距等于横坐标截距等于短短E/r由由U外外EIr 可知，可知，U外外I 图图象象是一条斜向下的直是一条斜向下的直线，如图所示线，如图所示。加速度的方向加速度的方向 加速度的方向与速度改变量的方向相同。加速直线运动，加速度的方向与速度方向相同；减速直线运动与速度方向相反。加速度的方向与速度改变量的方向相同。加速直线运动，加速度的方向与速度方向相同；减速直线运动与速度方向相反。师：引导学生阅读书本，知道加速度也分为平均加速度和瞬时加速度，并且加速度保持不变的运动叫匀变速运动。引导学生阅读P30页表格上所列的加速度，对其中一些数值进行分析，一定要结合物理意义及方向来巩固以上内容。（继续例举一
15、些有趣的实用的例子加以介绍，以激发同学们学习物理的热情）对加速度a的进一步认识：3、课堂练习、课堂练习1物体的速度变化越大，则物体加速度就越大。（错。结合前面小黑板所举的例子，比较乙与丙可知此结论不对。）2物体的速度很大时，加速度不可能为0。（错。结合小黑板所举的例子，如丁，虽然飞机速度很大，但加速度却为0）3物体的加速度在减小，而速度可能在增加。师：对于第3题，结论是对的，同学们一时可能很难理解，举这样的例子进行类比。例如：每个人从出生的那天身高是逐渐增加的，随着年纪的增加，身高增加的幅度越来越小，但是身高是越来越高的。生：身高一直在增加，增加的程度在变小。师：“增加的幅度”相当于加速度，“身高”相当于物体的速度，加速度在减小时，速度反而有可能在增加，以后在学过动力学知识后，对此会有更深的了解。5、课堂小结、课堂小结通过本节的学习，我们要牢牢理解加速度和速度的区别，在于意义不同，前者是描述速度改变的快慢；后者是描述运动快慢。对于直线运动，计算时一般要规定初速度的方向为正方向，把方向用正负号来表示，便于进行矢量运算，那么加速度的方向才不会出现错误。
