《欧姆定律》人教版初中物理精美课件1

2.7闭合电路的欧姆定律
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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。
V
A
R
IU R
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？
V
A
R
E
S
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。
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。
V
A
R
Er
S
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 内电路：非静电力把正电荷由负极移向正极。
R
E
S
非静电力
----
+ ++ +
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
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：
（1）外电路断路时
A
R ,I0,U 端E
V
断路时的路端电压等于电源电动势 E、r
（2）外电路短路时
R1
2
可列出方程组: E I1R 1I1 r A
R2
E I2R 2I2 r
分别带入数据得：E =0.2×14＋0.2 r
Er
①
E =0.3×9＋0.3 r
②
联立①②得
E =3V r=1Ω
思考讨论
设电源的电动势E=3V，内阻r=2Ω.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？
负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电 压也随之变化。
那么路端电压随负载，怎样变化呢？
演示 按下图所示连接电路。闭合开关
R0 S
S0以接通电源，再闭合开关S，改变外 A
R V
电路的电阻R，观察路端电压怎样随着
S0
负载的变化而变化。
注意：
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。
Q外=I 2Rt P54焦耳定律
2、在时间 t 内，内电路中电流做功产生的热为多少？
Q内=I 2 rt
3、电流流经电源时，在时间 t 内非静电力做多少功？
W = Eq = EIt 这里的E可以看成电压U W = qU= UIt
4、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，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。
W = Q外+ Q内 即 EIt = I 2Rt ＋I 2 rt
整理得 ： E=IR＋Ir
一、闭合电路欧姆定律
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：
E为电动势 r为内阻 R为外电路的电阻 3 、适用条件：外电路是纯电阻的电路。
E =IR ＋I r，
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。
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：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。
说一说
一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的时 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。
实验表明：当外电阻增大时，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：
s
U E Ir 或U=IR
A
R
V
E、r
U E Ir
就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的
A
R
解： E I1R 1I1 r
E
S
E I2R 2I2 r
分别带入数据得： E =0.15×8＋0.15 r
①
E =0.10×13＋0.10 r
②
联立①②得
E =1.5V r=2Ω
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 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。
E
R0,I
r
,U端0
短路时电流很大为Im=E/r
A V
E、r
例2: 如图所示，R1 = 14 W，R2 = 9W，当单
刀双掷开关 S 扳到位置 1 时，则得的电流 I1 =
0.2 A；当S 扳到位置 2 时，测得电流 I 2 = 0.3 A
。求电源电动势E 和内电阻r。 S 1
解：根据全电路欧姆定律，
（2）在内电路中，由于有“水泵把水送往高处”电流
方向存在电势“跃升”,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。
设电源电动势为 E ，内阻为 r，外电路的用电器都是纯电阻 , 阻值为 R ，闭合电路的电流为 I。从能量转化方面考虑。
1、在时间 t 内，外电路中电流做功产生 的 图象是一条斜向下的直 线，如图所示。
U
E
断路 短路
0
I短
I
①纵坐标截距等于电源电动势Ｅ ②横坐标截距等于Ｉ短＝E/r
例3：下列说法正确的是
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+ U内 。电动
势等于内外电路电势降落之和。
例1：一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为 0.15A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0.10A，求 电源的电动势和内阻。
水在重力作用下， 总是由高处流向低处。
R
E
S
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。
3、电路中的电势变化情况
A 地势高
A
水轮机
。
水
水
流M
泵
（负载）
C
C
D B
地势低
B
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。