§12.21閉合電路的歐姆定律(電動勢、電勢和能量分析)第十二章

電能能量守恒定律課前練.如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖,其中D是直流電動機.P是一個質量為

m的重物,它用細繩拴在電動機的軸上.閉合開關S,重物P以速度

v勻速上升,這時電流表和電壓表的示數分別是

I=5.0A和

U=110V,重物P上升的速度

v=1.0m/s.已知重物的質量

m=45kg(g取10m/s2).求:(1)電動機線圈的電阻R(2)電動機正常工作時的效率？4Ω；%一、電功和電功率二、電熱和熱功率1.電功

W＝UIt

1.電熱Q＝I2Rt3.適用于一切電路

三、電路中的能量轉化3.適用于一切電路

總結：電動機問題知識回顧：電路中的能量轉化知識回顧：電流的形成(1).自由電荷的定向移動形成電流

金屬導體中:自由電子;電解液:正、負離子(2).導體中的自由電子在電場力作用下,從低電勢點向高電勢點運動。(3).能把電子從A搬運到B的裝置。(4).保持導體兩端的電勢差(電壓),

使電路存在持續(xù)的電流。一、電動勢正電荷定向移動的方向金屬導體為了描述方便，本節(jié)課按電流是由正電荷定向移動形成的進行討論。（負電荷定向移動的反方向）一、電動勢電流的方向：外電路內電路由導線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路（closedcircuit）。用電器和導線組成外電路，電源內部是內電路一、電動勢課堂探究一：(1).內電路和外電路中的電場分別是怎樣的？(2).正電荷在外電路和內電路分別受哪些力，做什么運動？(3).在電源內部，正電荷只在靜電力作用下，

能從負極移動到正極嗎？(4).結合生活實際猜想一下，電源可能通

過哪些作用(力)把從外電路移動到負極的

正電荷經過電源內部不斷地搬運至正極？(5).電源的這種能力是怎么來的呢？該過程

可能存在哪些能量轉化？一、電動勢手搖發(fā)電機中,非靜電力是電磁作用,它使機械能轉化為電勢能。發(fā)電機化學電池在化學電池中，非靜電力是化學作用，它使化學能轉化為電勢能。從能量轉化的角度看，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。一、電動勢課堂探究二：1.不同電源把其他形式的能轉化為電勢能的本領相同嗎？3.如何去衡量電源的這種本領的強弱？怎樣去描述？2.如何比較不同抽水機抽水的本領？一、電動勢1.抽水機增加水的重力勢能2.電源增加電荷的電勢能不同的抽水機抽水的本領(舉起高度)不同，使單位質量的水所增加的重力勢能不同不同的電源非靜電力做功的本領不同，使單位正電荷所增加的電勢能不同類比：抽水機和電源2.定義：非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比叫作電動勢3.定義式：W非：非靜電力做的功q

：電荷量4.單位：伏特（V）1V=1J/C1.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

一、電動勢思考:(1).電動勢是矢量還是標量？(2).電池越大電動勢就越大嗎？電動勢的大小與哪些因素有關？9V3V12V各種各樣的電池電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無關。對于常用的干電池來說，電動勢跟電池的體積無關。200V6V2.定義：非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比叫作電動勢3.定義式：W非：非靜電力做的功q

：電荷量4.單位：伏特（V）1V=1J/C5.標量1.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6.特點: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。

一、電動勢總結：電動勢E與電壓U的區(qū)別1.兩個公式中W分別表示什么力做功?

2.能量是如何轉化的?分別描述誰的特性？其他形式能量轉化為電勢能，E反映電源的特性電勢能轉化為其他形式能量，U反映電場的特性

W表示電源內部非靜電力做的功W表示電源外部電場力做的功

課堂探究三：圖中小燈泡的規(guī)格都相同,兩個電路中的電池也相同。多個并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨一個小燈泡暗,請思考：(1).在外電路中，電勢怎樣變化？

電壓和電流滿足什么關系？(2).在內電路中，電勢怎樣變化？(3).兩種情況下電源兩端的電壓相等嗎？二、閉合電路歐姆定律及其能量分析化學反應層2.電源1.電流3.電勢二、閉合電路歐姆定律及其能量分析RrEU外U內φ高φ低EE=

U外+

U內二、閉合電路歐姆定律及其能量分析U外U內E結論：E=U外+U內E負載r++

電流+電勢電路中電勢降落關系二、閉合電路歐姆定律及其能量分析課堂探究四：電源電動勢為E,內阻為r,與一個負載接成閉合電路,設負載兩端電壓為U,電路中電流為I,通電時間為t(1).電源內部非靜電力做了多少功？能量如何轉化？(2).這些電能在哪些地方轉化成其他形式能量？其他形式能電能其他形式能非靜電力做功電流做功W非＝qE=EItEIt=

UIt+I2rtE=U+Ir即E

=U外+U內二、閉合電路歐姆定律及其能量分析(3).如果外電路是純電阻電路,那么電流I跟電源電動勢E及內阻r、外電路電阻R之間會有怎樣的關系呢？

E=IR+Ir二、閉合電路歐姆定律及其能量分析(一)、閉合電路歐姆定律1.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2.公式：（任何電路）（純電阻電路）（任何電路）

E=U外+IrE

=U外+U內二、閉合電路歐姆定律及其能量分析

(1).U內=Ir

是內電路上的電勢降落，習慣上叫內電壓3.說明：

(2).U外

是外電路上總的電勢降落，習慣上叫路端電壓E

=U外+U內二、閉合電路歐姆定律及其能量分析解釋現象：圖中小燈泡的規(guī)格都相同,兩個電路中的電池也相同。多個并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨一個小燈泡暗。如何解釋這一現象呢？

教材第88頁[例3]在如圖所示的電路中，R1＝20.0Ω，R2＝10.0Ω，當開關S扳到位置1時，電流表的示數為I1＝0.20A；當開關S扳到位置2時，電流表的示數為I2＝0.30A，求電源的電動勢和內電阻．6V

10Ω系統(tǒng)集成第126頁一、電動勢：

W表示電源內部非靜電力做的功,其他形式能量轉化為電勢能,E反映電源的特性W表示電源外部電場力做的功,電勢能轉化為其他形式能量,U反映電場的特性課堂小結：閉合電路的歐姆定律(電動勢、電勢和能量分析)二、閉合電路歐姆定律1.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2.公式：（任何電路）（純電阻電路）（任何電路）

E=U外+IrE

=U外+U內

；教材第88頁5．現有電動勢為、內阻為的電池多節(jié)，準備用幾節(jié)這樣的電池串聯(lián)起來對一個正常工作電壓為、工作電流為的小燈泡供電．問：（1）最少需要用幾節(jié)這種電池？（2）電路還需要一個定值電阻來分壓，請計算這個電阻的阻值．（1）最少需要用5節(jié)這種電池；（2）電路還需要一個阻值為10Ω的定值電阻分壓6．圖是汽車蓄電池供電簡化電路圖。當汽車啟動時，啟動開關S閉合，電動機工作，車燈會變暗；當汽車啟動之后，啟動開關S斷開，電動機停止工作，車燈恢復正常亮度。請分析以上現象發(fā)生的原因。

當汽車啟動開關S閉合時，電動機與車燈并聯(lián)，電路總電阻變小，總電流變大，則降在r上的電壓變大，使得車燈兩端的電壓變小，車燈變暗；當啟動開關S斷開，電動機停止工作，車燈恢復正常亮度