2.7闭合电路欧姆定律1
(人教版)高二物理选修2.7.闭合电路的欧姆定律
Q外=I 2Rt Q内=I 2 rt
2. 在时间 t 内，内电路中电流做功产生的热为多少？
3. 电流流经电源时，在时间 t 内非静电力做多少功？
W = Eq = EIt 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
如图所示电路中，将小灯泡与3 V的电源相接 ，小灯泡 发光。如果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？ 实验现象:灯没有变得更亮或是被烧坏，而是变暗了。
这是什么原因呢？
1. 什么是电源？
把其他形式的能转换成电能的装置。
...
2. 电源电动势的概念？物理意义？
（1）定义：在电源内部非静电力把单位正电荷从电 源的负极移到正极所做的功。 （2）意义：电动势表示电源将其他形式的能转化为 电能本领。
所以灯泡的实际功率也将减小。
例1 :如图所示，R1 = 8.0 Ω，R2 = 5.0
Ω ，当单刀双掷开关 S 扳到位置 1 时 ，测得的电流 I1 = 0.2 A；当S 扳到位 置 2 时，测得电流 I
2 A
...
S
1
R1 R2
2
= 0.3 A。求电源
E r
电动势E 和内电阻r。
E I1 R 1 I1r
3. 如何计算电路中电能转化为其他形式的能？
W = IUt
对于纯电阻电路
2 U W IUt I 2 Rt t R
1．闭合电路．
...
内部 (1)闭合电路的组成：①内电路：电源________ 的电
物理：2.7《闭合电路的欧姆定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
(3)适用范围： 纯电阻 电路． 适用范围： 电路． 适用范围 (4)常用的变形公式及适用范围 常用的变形公式及适用范围 U ①公式：E＝ 外 ＋U内或U＝ E－Ir . 公式： ＝ ＝ － ②适用范围：任何闭合电路． 适用范围：任何闭合电路．
二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 ． (1)公式：U＝ E－Ir 公式： ＝ － 公式 .
三、闭合电路中的功率和效率 1．各部分功率关系分析 ． 由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r ＝ ＋ 知 ＝ ＋ 其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R 为电源内耗功率， 其中 为电源的总功率， 为电源内耗功率 为电源的总功率 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率． 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．
(3)由 由
判断总电流的变化； 判断总电流的变化；
(4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； 据 ＝ － 判断路端电压的变化 判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、 并联电路的规律判断各部分 由欧姆定律及串、 由欧姆定律及串 电路电压及电流的变化． 电路电压及电流的变化．
1．在闭合电路中，任何一个电阻的增大 或减小 ， ． 在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小 或减小)， 将引起电路总电阻的增大(或减小 ， 将引起电路总电阻的增大 或减小)，该电阻两端的电压 或减小 一定会增大(或减小 ，通过该电阻的电流一定会减小(或 一定会增大 或减小)，通过该电阻的电流一定会减小 或 或减小 增大)． 增大 ． 2．讨论定值电阻上电压 电流 的变化时 ， 可用部 ． 讨论定值电阻上电压(电流 的变化时， 电流)的变化时 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻 上的电压 电流) 上的电压(电流 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压 电流 变化时，不能再用 ＝ 分析，因它的电阻变化， 变化时，不能再用I＝ 分析，因它的电阻变化，电压也 变化， 不好确定 只能从串、并联的特点进行分析． 不好确定， 变化，I不好确定，只能从串、并联的特点进行分析．
高中物理 2.7 闭合电路欧姆定律 教案1(教科版选修3-1)[ 高考]
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2.7 闭合电路欧姆定律教案1一、素质教育目标（一）知识教学点1.初步了解电动势的物理意义．2.了解电动势与内外电压的关系．3.理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题．4.理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题．5.理解闭合电路的功率表达式，理解闭合电路中能量的转化．（二）能力训练点通过用公式、图像分析外电压随外电阻变化而变化的规律，培养学生用多种方法分析问题的能力．（三）德育渗透点1.通过外电阻的改变而引起I、U变化的深入分析，树立事物之间存在普遍的相互联系的观点．2.通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒的思想．二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点①正确理解电动势的物理意义．②对闭合电路欧姆定律的理解和应用．2.难点路端电压、电流随外电阻变化规律．3.疑点路端电压变化的原因（内因、外因）．4.解决办法制作多媒体课件，采用类比分析、动态画面、图像等帮助同学增强感性认识，逐步了解电动势的含义，推导闭合电路欧姆定律公式，分析各项的意义，使学生有初步整体感知，精选运用闭合电路欧姆定律分析路端电压随外电阻改变而改变的规律的典型例题，结合图像分析突破难点．三、课时安排1课时四、教具学具准备小电珠（2.5V）、若干节不同型号电池、蓄电池、电压表五、学生活动设计学生观察、动手测电源电动势，并边观察边思考，逐步推导闭合电路欧姆定律，在教师的启发下逐渐理解公式含义，引导学生用公式法和图像法去分析同一问题．六、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节课是在学习部分电路知识的基础上进行的，是部分电路欧姆定律的延伸，是以后对复杂电路分析的基础，也是本章的教学重点．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1.提问，引入新课导体中产生电流的条件是什么？导体两端有电势差．电源就是能提供电能并能维持一定的电势差（电压）的装置，各种电源两端电压是否相同？2.新课教学（1）电源电动势演示1展示1#、2#、5#、7#电池，并请几位同学观察电池上的规格（均为1.5V）．用电压表分别测出两端电压，读数均为1.5V演示2用电压表测蓄电池电压，读数为2.0V可见，电源两端间电压是由电源本身性质决定的，同种电源两极间电压相等，不同种电源两极间电压不同，为了表示电源的这种特性，物理学中引入电动势概念．电源电动势等于电源没有接人电路时两极间的电压，用符号E表示．怎样测量电动势？用电压表直接测量电源两极．各种型号的干电池电动势为多少？ 1.5V可见电池所标的值，实际上就是电池的电动势． （2）闭合电路欧姆定律闭合电路由电源外部的电路（外电路）和电源内部的电路（内电路）组成． 理论分析表明，在闭合电路中，电源内部电势升高的数值等于电路中外电阻上的电势降落与内电阻上电势降落之和，即 E ＝U 外＋U 内 ①设闭合电路中的电流为I ，外电阻为R ，内阻为r ，由欧姆定律可知 U 外＝IR U 内＝Ir 代入①式得E ＝IR ＋IrrR EI +=②②式表示：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，这个结论叫做闭合电路欧姆定律． （3）路端电压跟负载的关系提问：当外电阻R （负载）改变时，路端电压U 如何变化，变化规律如何？ ①演示：按图1让同学接线，注意电表的正负极性，改变Ｒ的大小，发现如下规律：图1当R 增大，电流I 减小，U 增大；当R 减小，I 增大，U 减小． ②请同学运用学过的知识分析推导： ∵U ＝E －U 内＝E －Ir ①rR EI +=②由上二式可知：R ↑→I ↓→U 内↑→U ↑R →∞ I ＝0 U 内＝0 U ＝E 这就是用电压表直接测量开路时两端电压即为电动势值的原因．当R ↓→I ↑→U 内↑→U ↓R →0 I ＝E ／r U 内＝E U ＝0（短路） 由于短路电流很大，电源易烧坏，还可能引起火灾，因此要千万避免短路．同学推导出的结论和演示结果完全一致． ③路端电压随电流变化的图像（U －I 图） 引导学生作出U －I 图线，如图2所示：图2图线中的横轴截距、纵轴截距和斜率的物理意义是什么？斜线与纵轴交点表示电动势值，与横轴交点表示短路电流rEm I ，斜率绝对值表示内阻r ．④路端电压发生变化的原因 引导学生分析：由U ＝E －Ir 可知，r ＝0时，U ＝E 与外电路无关，可见r ≠0是U 随R 变化的内因，R 发生变化是U 变化的外因． （4）闭合电路中的功率 E ＝U 外＋U 内上式两边都乘以I ，得到 EI ＝U 外I ＋U 内I此公式的物理意义是什么？请同学分小组讨论后，选代表回答．上式中U 外I 和U 内I 分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，EI 表示电源提供的电功率．①上式的物理意义在于，电源提供的电能一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，另一部分消耗在内电路上，转化为内能，体现了能量守恒规律．②式中表明，电动势E 越大，电源提供的电功率越大，可见，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，反映了电源的供电能力． （四）总结、扩展电动势是描述电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于闭合电路内外电压之和，外电路断路时，等于电源两端电压．闭合电路欧姆定律：闭合电路总电流跟电源电动势成正比，跟电路总电阻成反比． 路端电压随外电阻的增大而增大．测电源电动势E 和内阻r ，有多种方法，各需要哪些器材，请同学画出电路示意图． 七、作业与思考 （一）作业题课本P 165练习四（1）一（5） （二）思考题1.下列关于电源的说法正确的是 （ ） A ．电源是把其他形式的能转化为电能的装置 B ．电源电动势与电路中的电源有关C ．电动势为1.5V 的干电池，表明干电池可以使1C 的电量具有1.5J 的电能D ．电动势为1.5V 的干电池，表明干电池每秒钟能将1.5J 的化学能转化为电能 2.对于一确定电源，下列说法正确的是 （ ） A ．电源短路时，其放电电流无穷大 B ．电源的负载增加，输出功率一定增大 C ．电源的负载电阻增加，路端电压不－定增大 D ．当外电路断路时，其路端电压等于电源电动势3.如图3所示电路中，当滑动触头向下滑动时，各表读数的变化情况是 （ ） A ．V 1变小 B ．V 1变大C ．V 2变大D ．A 变小图34.将分别标有“6V4W ”和"3V3W ”的两只灯泡串联接到一电源两端，如果电源内阻不计，要使两灯泡得到的电压都不超过额定电压，则电源电动势的最大值是 （ ） A ．6V B ．8V C ．9V D ．12V5.如图4中，R 1＝R 2＝R 3＝1Ω，伏特表内阻很大，当K 断开时，伏特表读数为0.8V ；当K 闭合时，伏特表读数为1V ，求电池的电动势和内阻．图46.一个电源断路时路端电压是10V ，短路时通过电源的电流是4A ，该电源与阻值是2Ω的电阻相连时，通过电阻的电流是_____A ，电源的路端电压是______V ． （思考题答案：1.AC 2.D 3.ACD 4.B 5.2V 、0.5Ω 6.2.22、4.44） 八、板书设计四 闭合电路欧姆定律一、电源电动势：等于电源没有接入电路时两极间的电压 二、闭合电路欧姆定律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．rR EI +=三、路端电压跟负载的关系 路端电压随外电阻增大而增大． 四、闭合电路中的功率电源提供的电能一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，一部分消耗在内电阻上，转化为内能．。
闭合电路欧姆定律习题课(1)
3、根据故障，分析推断可能观察到的现象 16、如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断 路,已知U不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化？
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五、含容电路： 17、在如图所示的电路中，电源的电动势 E=3V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω，R2=10 Ω， R3=30 Ω，R4=35 Ω；电容器的电容C=100 μF. 电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的 总电量。
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18、如图所示的电路中，电源电动势E =6.00V， 其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R1=2.4KΩ、 R2=4.8KΩ，电容器的电容C=4.7μF．闭合开关S， 待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳 定值为1.50V (1)该电压表的内阻为多大？ (2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多 少？
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23、一辆电动车的铭牌上给出了如下的技术参数：
质量M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受 阻力f恒为车和人总重的k倍，k=0.020．取g=l0m/s2。．求： (1)此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效 率； (2)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行 驶的最大速率； (3)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速 v=1.0m/s时，人骑车的加速度大小．
2.7闭合电路欧姆定律1
5、电源的输出功率 :
P
R r
E2R
2
R r 2
P出
4Rr
E2 E2 4r 4r
6、电源的供电效率: 可见电源输出功率随外电阻变化的 图线如图所示，而当内外电阻相等 Pm 时，电源的输出功率最大，为
E2 Pm 4r
o
r
R
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大， η=50%。
下图中b图线表示定值电阻的U-I 图像；两图像的交点坐标表示该 电阻接入电路时电路的总电流和 路端电压；该点和原点之间的矩 形的面积表示输出功率.
M （ I 0 ,U 0）
o
b
I0
a
Im
I
三、路端电压跟负载的关系
外电路两端的电压叫路端电压． 路端电压:
s
U E Ir
ARຫໍສະໝຸດ １、如图电路： R增大，I减小， 内压减小， 外压增大 R减小， I增大， 内压增大， 外压减小 ２、两个特例： A （1）外电路断路时
E 2、 表达式： I Rr
或： E=U外+U内
纯电阻 电路） （适用于________
一切 （适用于________ 电路）
二、闭合电路欧姆定律：
E IR Ir
说明：
E I Rr
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，
3、在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V,内0.12Ω ， 外电路的电阻为1.38Ω ，求电路中的电流和路端电压。 解: 由闭合电路欧姆定律 E 1 .5 I 1 A R r 1.38 0.12 U=IR=1.38V 路端电压为 R
新人教版物理课件：2.7 闭合电路的欧姆定律
a
b a a a c d c b b
b d
断路
短路
5
３、电源的外特Leabharlann 曲线——路端电压 U随电流I变化的图象．
（1）图象的函数表达：
U E Ir
（2）图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E． ②在横轴上的截距表示电源的短路电流
W = IU t= I R t=
2
U
2
t
R
一、闭合电路:
1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。 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.
外电路
R
K
部分电路
闭合电路
内电路
E
r
二、闭合电路欧姆定律
1、闭合电路的电流方向
a b
2、电路中的电势变化情况
a a c d c b
I短 E / r
③图象斜率的绝对值表示 电源的内阻，内阻越大， 图线倾斜得越厉害．
小结
1．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． E （2）表达式 I R r 2．路端电压跟负载的关系： （1）路端电压随外电路电阻R增大而增大 断路 R ， I 0， U 端 E 短路 R 0 ， I E / r， U 端 0 （2）路端电压U随电流I变化的图象．
E IR Ir 即 I E Rr
２、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． E
I R r
4、闭合电路欧姆定律：
E IR Ir I E Rr
说明： IR 1、 U 是外电路上总的电势降落， 习惯上叫路端电压.
物理选修3-1人教版2.7闭合电路欧姆定律(共49张ppt)
第一种方法： 原理：E=I(R+r) 由此可知需要测量两组对应的电流和电阻即可。 器材：一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)
A R
E.r
S1
S2 A
R1 R2 E.r
学生实验： 用一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)测量电源电动势和内电阻。
第二种方法：
原理：
E I( R r ) U ( R r ) U Ur
问题1：在如图所示的电路中，若电阻R增大，路端 电压U怎样变化？
有三种结论及分析方法，你认 为是否正确，说说为什么？
E.r
(1)电阻R增大，由U=IR可知R增大，路
R
端电压U增大。
(2)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，路端电压U减小。
(3)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，但R增大，所以结果不定。
R
Rr 1 r
所以：R增大，U增大
R
反之，R减小，U减小
讨论：
当R= 时,电压U等于多少?电路处于什么状态?当R＝0 时,电压U等于多大?电路处于
什么状态?
思考：如果要作出U—I关系图线，是一条什么样的图线？
U/V
1.是一条过原点的直线吗?为什么?
3a
2. 52
2.图中交点a对应什么电路状态? 3.图中交点b对应什么电路状态?
(1) I = 0.8A U=3.2V (2) I=1.18A U=2.8V 思考：外电阻的变化总能引起哪些量发生变化？ 外电阻的变化引起总电流和路端电压发生变化
E.r R1 R2
方案2： 实验：分别测新、旧电池两端的电压。 并分别与小灯泡连接，使小灯泡发光，观察小灯泡的亮度。
高中物理第二章恒定电流2.7闭合电路欧姆定律(1)学案2选修3_1
闭合电路欧姆定律第1课时班级姓名第小组【目标1】理解闭合电路的结构，及相关的名称和关系1.闭合电路的结构2.电源内部的电路叫__________。
内电路的电阻叫_______。
当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫_______。
用U内表示电源外部的电路叫_______。
外电路两端的电压习惯上叫 _________。
用U外表示3.电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系_______。
【目标2】闭合电路欧姆定律的推导（教材p60）1.外电路中电流做功转化成热Q外=____________。
2.内电路中电流做功转化成内热E内=_________。
3.非静电力做功为W=___________根据能量守恒定律，有W=E内+E外，所以EIt=_______整理得 E=即 I=例1.在图中R1=14Ω,R2=9Ω.当开关处于位置1时.电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时.电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势E和内电阻r.思考：本例题给出了一种测电源电动势和内电阻的方法，请简述实验原理所需实验仪器和简单的实验过程，怎样得出E和r？【目标3】路端电压与负载的关系1.路端电压U：他是外电路上总的电势降落。
负载R:电路中消耗电能的元件。
2.路端电压与外电阻的关系○1根据U=E-Ir、I=ER+r可知：当R_____时，U增大，当R_____时，U减小○2当外电路断开时，R=∞，I=_____,U=_____○1.电动势等于电源___________时两极间的电压○2.用电压表接在电源两极间测得的电压U外___E当外电路短路时，R=0，I=_____,U=_____例2、如图4所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时（）A.电压表示数变大，电流表示数变小B.电压表示数变小，电流表示数变大C.电压表示数变大，电流表示数变大D.电压表示数变小，电流表示数变小【目标4】通过数学表达式分析其关系，画出U-I图线，理解横纵坐标交点的物理意义。
2.7闭合电路欧姆定律的应用
E R1 R2 S
C
2、分析程序：部分——整体——部分 R总 I总 U 外
3、理论基础：闭合电路欧姆定律；部分电路欧姆
定律；串、并联电路电阻、电流、电压关系。
练习:如图所示，滑动变阻器的滑片向右移动时，各电
表的示数、 灯泡的亮度将如何变化（不考虑电表电阻的 影响） ？ P A2 R2 R1
A1 V E、r
三 电路故障的分析
注意：闭合电路的输出功率最大时，电源的效率并不是最大， η=50%。
例1. 如图示,E=3V,r=0.5Ω ,R0=1.5Ω ,滑 动变阻器的最大电阻为10Ω (1) 滑动变阻器的电阻R多大时,R上消耗 的功率最大? (2)滑动变阻器的电阻R多大时,R0上消耗 的功率最大? (1)9/8W R
R0
U外 E Ir
(4)、路端电压与负载的关系
R U外 E Rr
二、闭合电路的动态问题分析
例1、如图所示，当滑动变阻 器的滑动点P向右移动时， 电流表、电压表的示数将如 何变化（不考虑电表电阻的 影响）？
P R1
A
R2
V E、r
学有所获
1、明确电路结构（必要时去表）、明确各电表测量的 对象、
故当R=r时,有最大输出功率 Pm=E2/4R=E2/4r
可见电源输出功率随外电阻变化的 图线如图所示，而当内外电阻相等 P出 Pm 时，电源的输出功率最大，为
6、电源的供电效率:
E Pm 4r
2
o R
r
P U外 R 出 （外电路可是任何电路） PE E Rr
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
闭合电路欧姆定律的应用
温故知新：
高二物理选修31第二章：2.7闭合电路欧姆定律-教学文档
高二物理导学案日期编号2.7 闭合电路的欧姆定律（第1课时）班级姓名知识目标1、知道外电路、内电路概念，理解电源内部电势的变化和外电路中电势的变化规律；2、理解掌握闭合电路的欧姆定律，并能计算有关的电路问题。
自主学习1、闭合电路只有用导线把电源、用电器连成一个闭合才有电流。
用电器、导线组成电路，电源内部是电路，内电路的电阻叫,用r表示。
在外电路中，沿电流方向电势，在内电路中电流从电源极流向极。
外电路中，自由电荷（设为正电荷）在恒定电场作用下定向运动形成电流，沿电流方向电势降低，U外=IR；内外电路类比图：电势-高度而在内电路，由于非静电力作用，从负极到正极电势发生跃升，升高的值等于电动势的值E，同时，电流流经内阻r也有电势降低，U内=Ir2、由电路中的能量转化推导闭合电路欧姆定律（1）设外电路为纯电阻电路，外电路电阻为R，电流为I，在时间t内，外电路中电能转化成的内能为Q外= 。
（2）内电路电阻为r，在时间t内，电能转化成内能为：Q内= 。
（3）电源电动势为E，则在时间t内非静电力做功（即产生的内能）为：W= = 。
（4）由能量守恒可知W= + ，即EIt = + .整理化简得E= ，也就是I= 。
由此得出闭合电路欧姆定律。
（5）另一种推导：整个电路中，由于非静电力作用电势升高E，而电流经过外电路电阻和内电路电阻时电势降低分别为U外=IR、U内=Ir，整体看，升高和降低应相等，所以E=U外+ U内=IR+ Ir，所以有。
3、闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路的跟电源的成正比，跟内外电路的之和成反比。
（2）公式：I= 。
（3）电动势E与内电压U内、外电压U外的关系：E= 。
这就是说，电源的电动势等于。
特别提醒： ①rR E I += 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路； ②由于电源的电动势E 和内电阻r 不受R 变化的影响，从r R E I +=不难看出，随R 的增加，电路中电流I 减小；③U 外＝E －Ir 既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．解决闭合电路问题的一般步骤：①认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析．要特别注意电流表和电压表所对应的电路．②求总电流I ：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I ；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I .③根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．④当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到．例题：在右图中R 1=14Ω，R 2=9Ω。
高中物理选修三2.7闭合电路的欧姆定律
答案：BC
拓展 路端电压与外电阻的关系图象 由 I＝R＋E r得 U＝IR＝RE＋Rr＝1＋E Rr . 可见：U 随 R 的增大而增大，随 R 的减小而减小，U－R 曲线 如图所示．
点拨 (1)已知电路电流、电阻时，一般选用 E＝IR＋Ir 或 I＝R＋E r解 题．
(2)已知电压 U 外、电阻时，一般选用 E＝U 外＋UR外r 解题． (3)已知电压 U 外、电流时，一般选用 E＝U 外＋Ir 解题．
要点二 路端电压与负载的关系 1．引起路端电压变化常见的两种情况 (1)滑动变阻器滑动片位置的改变，使电路的电阻发生变化； (2)开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化．
点拨： 闭合电路欧姆定律的推导思路如下：
闭合电路欧姆定律的表达形式
表达式
物理意义
适用条件
I＝R＋E r
电流与电源电动势成正 比，与电路总电阻成反 纯电阻电路 比
E＝I(R＋r)① 电源电动势在数值上等 ① 式 适 用 于 纯 电 阻 电
E＝U 外＋Ir② 于电路中内、外电压之 路；
E＝U 外＋U 内③ 和
B 对：根据闭合电路欧姆定律 I＝R＋E r得知，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 错：当外电路短路时，R＝0，短路电流 I 短＝Er ，电源内阻 r>0， 所以电路中的电流不会趋近于无穷大．
D 错：当外电阻增大时，电流减小，内电压减小，路端电压将 增大．
【答案】 B
§2.7 闭合电路的欧姆定律1学案
千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。
放弃时间的人，时间也放弃他。
——莎士比亚§2.7 闭合电路的欧姆定律（一） 同步导学案【学习目标】（1）能够推导出闭合电路欧姆定律及公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和； （2）熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题； （3）理解路段电压与负载的关系。
【自主学习】1．闭合电路的欧姆定律（1）闭合电路的组成：①内电路：电源内部的电路，其电阻称为_____，内电阻所降落的电压称为____；②外电路：电源外部的电路,其两端电压称为______或_______；③内、外电压与电动势大小之间的关系：____________（2）闭合电路欧姆定律的内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成_______，跟整个电路的电阻成__________。
公式：______________________==E I 或，公式的适用条件：外电路为纯电阻电路。
（3）路端电压与电流的关系图象(U —I 图象) 是一条_________线．该线与纵轴交点的值表示__________，该线的斜率表示__________；据U=E-Ir 画出电源的U 一I 图象。
如图l7一l 所示。
2．路端电压U 与外电阻R 之间的关系：（E 和r 为定值）①当外电阻R 增大时，根据rR EI +=可知，电流I _______，内电压U r _______，根据U 外=E-U r 可知路端电压______．（填各量的变化情况）当外电路断开（断路）即R 为无限大，电流I =_______ ；U r =__________ ；U 外=_________②当外电阻R 减小时，根据rR EI +=可知电流I ______，内电压U r ______，根据U 外=E-U r 可知路端电压_______．（填各量的变化情况）当外电路短路即R =_____，电流I =_______ ；U r =__________ ；U 外=_________ 【问题探究】闭合电路欧姆定律的推导（纯电阻电路、利用能量守恒）右图中外电路中总电阻为R ，电源内阻为r ，设电路中电流为I ，在时间t 内： ①外电路中电流做功产生的热为： ②内电路中电流做功产生的热为： ③电源非静电力移动电荷所做的功为：由能量守恒可得： 即： 整理后得：闭合电路欧姆定律： 上式还可以写成：E=IR+Ir=U 外+U 内。
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT)
r+R2
R2
四、闭合电路中的功率计算
EI U 外I U内I
P内 U 内 I I 2 r
1、电源的工作效率 P出 100% U外 100%
P总
E
纯电阻电路:
I
I 2R 2(R
r)
100 %
R 100% Rr
1 1
r
100%
R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
2、纯电阻电路，电源输出功率
（2）R=1.5Ω时，电源输出的功率最大，为0.5W （3）R=2.5Ω时，变阻器消耗的功率最大。Pm=0.4W
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P
P IU I 2R
E2R
PM
(R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R＝r时，
PM＝
E2 4r
0
R=r
R
电源的输出功率最 大时，其效率只有50%
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P R1 R2
例2、在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2 为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动 触头P从最左端滑到最右端的过程中，电压表(内阻 极大)的示数与电流表示数的关系图线如图(b)所示。
则（ ） D
A、电源电动势为4V B、电源内阻为10Ω C、定值电阻R1阻值为10Ω D、滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
2.7 闭合电路欧姆定律.ppt
R1 2 R2 A E r
解：当开关打到1上，有：
E I1 ( R1 r )
当开关打到2上，有：
E I 2 ( R2 r )
联立以上两式，带入数据 得： E 3V
这类题存在两个未知数， 必须列两个方程式联立
r 1
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第二章
恒定电流
三：路端电压与负载的关系
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第二章
恒定电流
2.7闭合电路的欧姆定律
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第二章
恒定电流
引入新课
电源是通过非静电力做功把其他形式能转 化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器 连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中 的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是 如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这 方面的知识。
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第二章
恒定电流
一、闭合电路
结构： 用导线把电源、用电器连成闭合的回路. 外电路:
电源外部的电路 (用电器和导线构成).
外电路 R
s
内电路:
电源内部的电路.
存在内阻
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E
r 内电路
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第二章
恒定电流
分组讨论：设电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯 电阻为R，闭合电路的电流为I。 1、在时间t内外电路中有多少电能转化为内能？ Q外=I2Rt 2、当电流通过内电路时，也有一部分电能转化为内能， 是多少？ Q内=I2rt 外电路 R K 3、电流流经电源时，在时间t内非静电力做 多少功？ W=Eq＝EIt 4、根据能量守恒定律，以上各能量之间 有什么关系？
闭合电路的欧姆定律
纯电阻电路： 用电器均为电阻，即消耗的电能均 用于发热。
电势高
a
b
电势低
在外电路中，沿电流方向电势降低。
P
电源为干电池
a
b
化学能转化为电能
A
PCDB源自h∝ΦQ =I Rt
外
2
Q =I rt
内
2
消耗的电能
I
W=Eq=EIt
产生的电能
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。（能量守恒）
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻
r E / I短
总结
闭合电路欧姆定律：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。
E=IR+Ir
E I= R+r E=U +U U=E-Ir
外
U
断 路 短 路
I短 I
E
内
θ O
谢谢！
W=Q +Q
外
内
EIt= I Rt+ I rt
2
2
E=IR+Ir
E=IR+Ir
E I= R +r
I
I与E成正比
I与R+r成反比
闭合电路欧姆定律：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。
E=IR+Ir
路端电压
I
E=U +U
外
内
A
电动势等于内外电路电势 降落之和。
C D B
短路
外电阻R=0，此时电流 Ｉ＝Ｅ／ｒ。因 r 一般 很小，所以I会很大。电 流过大会烧坏电源，甚 至引起火灾。因此，绝 不允许将电源两端用导 线直接连接在一起。
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系?
RK
Er
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 E外 E内即EIt I 2Rt I 2rt
E IR Ir R K
Er
二、闭合电路欧姆定律
1.公式:
E IR Ir
I E Rr
2.内容：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.
3.闭合电路中的电势
(1)在外电路中，沿电流方向
电势降低。
(2)在内电路中，一方面，存在内阻，
沿电流方向电势降低；另一方面，沿 电流方向存在电势“跃升”。
部分电路欧姆定律: 导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，
跟导体的电阻R成反比
U I
外电路 R
I S
R
部分电路
AB
内电路 E r 闭合(全)电路
内阻越大，图线倾斜得越厉害．
5、如图是某电源的路端电压U 随干路电流I的变化图象,由 图象可知,该电源的电动势 为 3 V,内阻为 0.5Ω
U/V
3 2 1
O 24
6 I/A
6、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2, 内电阻分别为r1和r2.将它们分别连成闭 合电路,其外电路的电流I和路端电压U
W IUt
对于纯电阻电路:
W
IUt
U R
2
t
I
2Rt
Q
引入新课
电源是通过非静电力做功把其他形 式能转化为电能的装置。只有用导线将 电源、用电器连成闭合电路，电路中才 有电流。那么电路中的电流大小与哪些 因素有关?电源提供的电能是如何在闭 合电路中分配的呢?今天我们就学习这 方面的知识。
一、闭合电路
的关系如图所示,可以判定( AB )
A.图象交点所示状态,
两电路的外电阻相等 U
1
B.E1>E2,r1>r2 C.图象交点所示状态, 2
两电路的电阻相等 O
I
D.E1>E2,r1<r2
(2)外电路短路时
A
V
R 0，I E / r，U端 0 E r
3、路端电压U随电流I变化的图象
(1)图象的函数表达
U
U E Ir E
O
I短 I
(2)图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示
电源的电动势E．
U断
路
E
②在横轴上的截距表示
短
电源的短路电流
路
O
I短 E / r
I短 I
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，
2.公式: I
E Rr
适用:外电路 是纯电阻电路.
E U外 U内 普遍适用.
电动势等于内外电压之和
1、 如图所示电路，电源电动势为1.5V， 内阻为0.12Ω ，外电路的电阻为1.38Ω ，求 =1.5 V，内阻r=0.12 Ω ，外电阻R=1.38 Ω. 由闭合电路欧姆定律得：
3.适用条件：外电路是纯电阻电路.
说明：
E IR Ir E U外 U内
降1、落U，外叫路IR端是电外压电. 路上总的电势
2、U内 Ir 是内电路上的电势
降落，叫内电压.
电动势等于内外电路电势降落之和
制作:颜金安
1.内容：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.
第二章 恒定电流
复习回顾
1、什么是电源?
电源是通过非静电力做功 把其它形式的能转化成电能的装置。
2、电源电动势的概念?物理意义?
（1）定义：在电源内部非静电力
把单位正电荷从电源的负极移到正
极所做的功。 （2）意义：电动势表示电源将其
他形式的能转化为电能本领。
3、如何计算电路中电能转化 为其它形式的能?
当 S切换到位置2时：
E=I2R2+I2r (2)
2 R2
A
Er
由（1）、（2）式代入数据，有：
E=3V r =1Ω
I=
E R+r
s
R
A
U E Ir V
1、如图电路：
Er
R增大，电流减小， 路端电压增大
R减小，电流增大， 路端电压减小
2、两个特例：
A
(1)外电路断路时
V
Er
R ，I 0，U端 E
s
E=1.5V r =0.2Ω
R V
E、r
4、如图，R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于 位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关 处于位置2时,电流表读数I2=0.3A.求 电源的电动势E和内电阻r.
s1
R1
2
R2
A
E、r
解：分析… … 当 S切换到位置l时：
S 1 R1
E=I1R1+I1r (1)
内电路与外电路中的电流强度相同。
3.闭合电路中的电势
R
化学反 应层
A D CB
Er
A AB
C D
B
在电源(干电池)的正负极附近存在着化学反应层，反应层 中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高 处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极 之间，电源的内阻中有电流，沿电流方向电势降低.
1.闭合电路的结构：
用导线把电源、用 电器连成闭合电路.
外电路: 电源外部的电路
(用电器和导线构成). 内电路: 电源内部的电路.
外电路 Rs
Er
内电路
2.闭合电路中的电流
在外电路中，电流方向由正极流 向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，即在电源内部，通过
非静电力做功使正电荷由负极移到正
极，所以电流方向为负极流向正极。
I E Rr
1 .5
A
1 .38 0 .12
1A
路端电压为 U = IR=1×1.38 V
=1.38 V
2、在如图所示电动势为2V的电源跟 一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合 电路,测得电源两端电压为1.8V,求 电源的内电阻.
R
r =1Ω V
E、r
3、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压 表的读数为1.5V；当开关S闭合时 电压表的读数为1.2V则该电源的电 动势和内电阻分别为多少?
讨论
1、若外电路中的用电器都是纯电阻 R，在时间t内,外电路中有多少电能
转化为内能? E外 I 2 Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内 电路时，也有一部分电能转化为内能， 是多少?
RK
E内 I 2rt
Er
3、电流流经电源时，在时间t内 非静电力做多少功?
W Eq EIt
4、以上各能量之间有什么关