1、第十二章 電能 能量守恒定律12.2閉合電路歐姆定律教學目標1. 知道電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能的裝置,知道電動勢的定義式.2. 經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導過程,理解內外電路的能量轉化,體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用.3. 理解閉合電路的歐姆定律,通過探究電源兩端電壓與電流的關系,體會圖像法在研究物理問題中作用.4. 能據(jù)閉合電路歐姆定律解釋路端電壓與負載關系.了解電源短路可能會帶來的危害,加強安全用電意識.5. 知道歐姆表測量電阻的原理.12.2閉合電路歐姆定律【開啟新探索】 對某一電阻為R的導體,當兩端加電壓為U時,通過該電阻的電流I滿足歐姆定律 .該定律

2、是對電路中某一部分元件而言的,也稱部分電路歐姆定律.若對含電源、電阻、電鍵的閉合電路而言,電路中的電流I與電源、電阻又有怎樣的關系？12.2閉合電路歐姆定律 【質疑提升1】電動勢1.實驗：課本P83問題中,用同一個電源對一個小燈泡、四個小燈泡供電,小燈泡的亮度是否相同？這樣的現(xiàn)象,與同學們的認知是否一致？為什么會有這樣的現(xiàn)象,你有怎樣的認識？12.2閉合電路歐姆定律S1S2S4S32.為解釋以上實驗現(xiàn)象,我們需要進一步學習相關電路的知識.如上圖,說明什么是閉合電路？什么是外電路？什么是內電路？12.2閉合電路歐姆定律由導線電源和用電器連成的電路叫做閉合電路外電路內電路用電器和導線組成電源內部是

3、3.通過上一章電源和電流的學習我們知道,電源的外部,在電場力的作用下,電子從負極移動到正極.而電源的作用是將到達正極的電子“移送”回負極,思考：將電子從正極“移送”回負極,還是電場力的作用嗎？若不是電場力作用,是什么力的作用？又實現(xiàn)了怎樣的能量轉化？12.2閉合電路歐姆定律(1)在閉合回路中,外電路的電流方向是怎樣的？(2)電荷的定向移動方向呢？(3)電荷定向移動的原因是什么呢？F靜電力(1)在電源內部電場方向是怎樣的？(3) 正電荷從電源的負極移送到正極靜電力是阻力還是動力？靜電力做正功還是負功？(2)正電荷在電源內部受到的靜電力方向如何？12.2閉合電路歐姆定律電源的內部12.2閉合電路歐

4、姆定律F靜電力F非靜電力2.非靜電力在移動正電荷的過程中是做正功還是負功？1.正電荷是在什么力的作用下移動到電源的正極的呢？3.電荷的電勢能如何變化？4.通過常規(guī)的化學電池、發(fā)電機說明：“非靜電力”究竟是什么力？12.2閉合電路歐姆定律 從能量轉化的角度來看電勢能的增加就意味著其他能量的減少,電源是通過非靜電力做功,把其他形式的能轉化為電勢能的裝置.發(fā)電機太陽能電池干電池、蓄電池機械能 電能電磁作用化學能 電能化學作用太陽能 電能光電作用5.通過非靜電力做功,電源把其它形式的能轉化為電能.以下不同的電源,將負電荷從正極移送到負極,非靜電力做功的本領、電源將其它形式能轉化為電能的本領相同嗎？誰的

5、本領強？（1） 某種干電池,非靜電力把1C負電荷在電源內從正極移送到負極時做1.5J的功；（2） 某種紐扣電池,非靜電力把1C負電荷在電源內從正極移送到負極時做3.0J的功；（3） 某種蓄電池,非靜電力把6C正電荷在電源內從負極移送到正極時做12.0J的功.12.2閉合電路歐姆定律6.不同的電源,將其它形式的能轉化為電能的能力不同,如何描述電源的這種特性？12.2閉合電路歐姆定律 在物理學中,我們用非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比來表示電源的這種特性叫作電動勢.大?。簲?shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源負極移送到正極所做的功7.電動勢的意義、定義式、單位、決定因素又是怎樣呢？12.2閉合

6、電路歐姆定律物理意義:單位:特點:反映電源把其他形式的能轉化為電勢能本領大小的物理量由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無關, 也跟外電路無關.比值定義法定義式:12.2閉合電路歐姆定律W的物理意義比值的意義單 位電場力做功非靜電力做功電勢差電動勢電動勢大小：數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源負極移送到正極所做的功干電池： 非靜電力把1C的正電荷從電源負極移送到正極所做的功為1.5J,請問這節(jié)干電池的電動勢大小是多少?。啃拚ＷR電源上標注的是電源電動勢.1.5V電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極的電壓.此電源把2C的正電荷從電源負極移送到正極,非靜電力做功多少?。縒=qE12.2閉合

7、電路歐姆定律物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電勢能本領大小的物理量電動勢越大,非靜電力做功,把其它形式的能轉化為電勢能的本領就越強.電源不接入電路,還有沒有電動勢？有 能力依然存在12.2閉合電路歐姆定律【質疑提升2】閉合電路歐姆定律及其能量分析12.2閉合電路歐姆定律1. 對于閉合電路而言,外電路中從正極到負極,電勢如何變化？內電路中,從負極到正極,電勢又如何變化？（電源看作一個沒有電阻的理想電源E和電阻r的串聯(lián)）答：外電路中從正極到負極,電勢； 內電路中,從負極到正極電勢,但在電源內阻上電勢.降低升高降低12.2閉合電路歐姆定律1. 如圖所示,電路中電源的電動勢為E、內電阻為r,該電

8、源為一阻值為R的電阻供電.當閉合電鍵S時,電路中的電流I與電動勢E、內電阻r、外電阻R有怎樣的關系？如何尋找物理量間的關系？ （1）整個電路涉及哪些能量轉化？（2）這些能量有怎樣的關系？（3）你能從能量守恒的角度,找到電流I跟電源的電動勢E、內阻r、外電路的電阻R之間的關系嗎？內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電路的電阻之和成反比.表達式：適用條件：外電路是純電阻的閉合電路12.2閉合電路歐姆定律3. 通過以上推導,閱讀課本P86,理解閉合電路的歐姆定律.對比歐姆定律 : 歐姆定律適用于不含電源的純電阻元件. E=U外+U內 電源的電動勢等于內外電路電勢降落之和 4. 結合閉合

9、電路的歐姆定律,我們可以把表達式變形為EI（R+r）IR+Ir.該表達式又有怎樣的意義？12.2閉合電路歐姆定律5.理解關于閉合電路的幾個概念：（1）I指電路中通過電源的電流,電路的總電流,通常稱為“干路電流”.（2）URIR指電源之外的電路兩端電壓,也是電源兩端的電壓,稱“外電壓”或 .（3）UrIr指電源內電阻上的電壓,稱.（4）外電路中的用電器叫做.12.2閉合電路歐姆定律路端電壓內電壓負載【質疑提升3】路端電壓與負載的關系12.2閉合電路歐姆定律1.結合閉合電路的歐姆定律推導：對給定的電源,E、r均為定值,當電路中負載的阻值R減小時,路端電壓U的大小如何變化？并解釋實驗中小燈泡的亮度變

10、化原因.2. 結合閉合電路的歐姆定律推導：路端電壓U與干路電流I、電源的電動勢E與內電阻r之間的函數(shù)關系式,并畫出UI圖.12.2閉合電路歐姆定律(1) 通過圖像可以看出,隨干路電流的增大,路端電壓 .(2) 圖像斜率的物理意義： .(3) 圖像與縱軸的截距的物理意義： .(4)圖像與橫軸的截距的物理意義： . 對于確定的電源來說,電動勢E和內阻r是一定的,通過電流I的變化,來判斷U的變化. 為什么多個并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨一個小燈泡暗？換個角度分析: 電路中電源電動勢E和內阻r是一定的,根據(jù)“越并越小”,路端總電阻減少.根據(jù) 電流增加.再根據(jù)U=EIr 可知,路端電壓減少,所以變暗.為

11、什么路端電壓,不通過U=IR,來判斷呢？12.2閉合電路歐姆定律【質疑提升4】閉合電路的歐姆定律應用：歐姆表的原理1.歐姆表是測量電阻大小的一個裝置,和電壓表、電流表一樣,也是通過“表頭”改裝而成的.但改裝歐姆表時不再是簡單的串聯(lián)或并聯(lián)電阻.為測量電阻時指針能夠偏轉,表內應有電源,如圖所示,為一歐姆表內部電路原理圖.12.2閉合電路歐姆定律 設：電源的電動勢為E、內電阻為r,電流表的滿偏電流為Ig、內阻為Rg,可變電阻R1.（1） 歐姆擋調零：當紅、黑表筆直接接觸時（此時沒有接入任何電阻,相當于被測電阻為0）.通過調節(jié)可變電阻R1（也稱調零電阻,可通過旋動 改變阻值）,使電流表的指針指在最大電流Ig處.此時,接入的可變電阻R1應為多大？歐姆表的內阻R為多大？調零方程：歐姆表的內阻：（2） 測電阻：歐姆調零后,在紅、黑表筆之間接入待測電阻Rx,電路中的電流將小于Ig并指在表盤中的某一位置,讀出其電流數(shù)值為Ix.試分析：待測電阻Rx與電流Ix是否一一對應,如一一對應,兩者間又有怎樣的對應關系,試寫出兩者間的表達式？12.2閉合電路歐姆定律接入Rx測量方