第2節閉合電路的歐姆定律第十二章電能能量守恒定律課標定位1、了解外電路、內電路，理解電動勢的概念；2、知道電動勢等于內、外電路電勢降落之和；3、理解閉合電路歐姆定律的內容，分析路端電壓與負載的關系。素養闡釋1、物理觀念：電動勢、閉合電路歐姆定律2、科學思維：通過對比抽水機理解電動勢，理解電動勢由電源的特性決定，跟外部電路無關。引入下圖中的小燈泡的規格都相同，兩個電路中的電池也相同，多個并聯的小燈泡的亮度明顯比單獨一個小燈泡暗。這是為什么呢？閉合電路如圖，由導線、電源用電器連成的電路叫作閉合電路。由用電器和導線組成外電路，電源內部是內電路。外電路內電路RS+—rE內電路中的電阻叫內電阻，簡稱內阻如圖所示，在外電路，正電荷由電源正極流向負極．電源之所以能維持外電路中穩定的電流，是因為它有能力把來到負極的正電荷經過電源內部不斷地搬運到正極．那么，電源的這種能力是怎么來的呢？抽水機增加水的重力勢能電源增加電荷的電勢能不同抽水機抽水的本領(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電源+++++++++++---+FF非（1）定義：在電源內部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。在數值上，電動勢等于把1C的正電荷在電源內從負極移動到正極非靜電力所做的功；（2）定義式：（3）單位：伏特（V）1V=1J/C（4）物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電能本領的大小。一、電動勢電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關，跟外電路也無關。電動勢：反映電源把其它形式能轉化為電能的本領。電壓：反映把電勢能轉化為其它形式能的本領。電動勢表征電源的性質，電勢差表征電場的性質。2.電動勢與電壓的區別化學能→電勢能化學電池發電機機械能→電勢能【課堂反饋1】關于電動勢，下列說法正確的是（）

A.在電源內部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加

B.對于給定的電源，移動正電荷，非靜電力做功越多，電動勢就越大

C.電動勢越大，說明非靜電力在電源內部從負極向正極移送單位正電荷做功越多

D.電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多AC二、閉合電路的歐姆定律及其能量分析我們已經知道，對于不含電源的部分電路而言，導體中的電流I跟導體兩端的電壓U

成正比，跟導體的電阻成反比．即1.部分電路歐姆定律IRU部分電路在外電路中，電流方向由正極流向負極，沿電流方向電勢降低。在內電路中，即在電源內部，通過非靜電力做功使正電荷由負極移到正極，所以電流方向為負極流向正極。內電路與外電路中的總電流是相同的。2.閉合回路中的電流方向ESR++++----非靜電力ESR3.電路中的電勢變化情況（1）在外電路中，正電荷在靜電力的作用下從電勢高的位置向電勢低的位置移動，所以在外電路中，沿電流方向電勢降低。（2）在電源內部也存在電阻，內電路中的電阻叫內阻。我們可將電源看作一個沒有電阻的理想電源與電阻的串聯，在內電路中，這個電阻的電勢沿電流方向也會降低。電源就像升降機，升降機舉起的高度相當于電源的電動勢閉合電路中電勢升降也可用“兒童滑梯”做類比兒童滑梯兩端的高度差相當于內外電阻兩端的電勢差對于閉合電路來說，內外電路都會出現電勢降低，電勢能減少。那么，電流I跟電源的電動勢E及內阻r、外電阻R之間會有怎樣的關系呢？思考1.外電路靜電力對電荷做什么功？能量如何轉化？靜電力做正功，電勢能轉化為內能。2.內電路靜電力對電荷做什么功？能量如何轉化？靜電力做正功，電勢能轉化為內能。3.在電池內部非靜電力對電荷做什么功？非靜電力做正功，把化學能轉化為電勢能。Q外=I2RtQ內=I2rtW=Eq=EIt4.根據能量守恒定律能得出什么結論？∴E=IR+IrW=Q外+Q內E=U外+U內rERK內電路外電路（1）內容：

閉合電路中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，這個結論叫做閉合電路的歐姆律。（2）公式：①式只適用于外電路是純電阻的電路。

②式適用于一切電路。（3）適用條件：②E=U外+U內①E

=IR＋I

r或

E=U外+U內或

E＝U外＋Ir

或

U外＝E-

Ir

電動勢等于內外電路電勢降落之和。閉合電路的歐姆定律【課堂檢測2】如圖，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,當開關處于位置1時,電流表讀數I1=0.2A；當開關處于位置2時,電流表讀數I2=0.3A。求電源的電動勢E和內電阻r。（電流表為理想電表）1AR1R22Er解:由閉合電路歐姆定律得得:SR

E

r對某一給定的閉合電路來說，電流、路端電壓、內電壓隨外電阻的改變而改變。

三、路端電壓與負載的關系1.路端電壓（1）定義：外電路兩端的電壓叫路端電壓．（2）公式：U=E-Ir2、路端電壓U隨電流I變化的圖像．（1）在縱軸上的截距表示電源的電動勢E．（2）在橫軸上的截距表示電源的短路電流（3）圖像斜率的絕對值表示電源的內阻，UIOEI短θ內阻越大，圖線越傾斜.為什么晚上7、8點鐘的時候家里面的燈看起來很昏暗，而夜深人靜時又變亮了呢？問題外電路兩端的電壓叫做路端電壓。路端電壓是用電器（負載）的實際工作電壓。路端電壓與負載有怎樣的關系呢？AVE=U外+U內U內=Ir

U

=E-Ir

用U

=E-Ir

來分析路端電壓隨著外電阻的變化：

路端電壓隨著外電阻的增大而增大。

路端電壓隨著外電阻的減小而減小。R↑→

I↓→Ir↓→U↑

R↓→I

↑→Ir↑→U↓思考R=0I=E/rU內=EU外=0I=ER+rU內=Ir

E=U外+U內（1）短路（2）斷路R=∞I=0U內=0U外=EI=ER+rU內=Ir

E=U外+U內結論：當外電路短路時，電路中的電流I=E/r，內電壓等于電動勢；當外電路斷路時，路端電壓等于電動勢。ab兩種特例：【課堂檢測3】如圖所示，電源的電動勢和內阻都保持不變，當滑動變阻器的滑動觸點向上端移動時（）

A、電壓表的讀數增大，電流表的讀數減小

B、電壓表和電流表的讀數都增大

C、電壓表和電流表的讀數都減小

D、電流表的讀數增大，電壓表的讀數減小

AR1R2R3VA【拓展】歐姆表1.結構：歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R，刻度盤和紅、黑表筆組成.如圖，就電路部分而言，在歐姆表內部是電流表、電池、調零電阻三者串聯而成，在歐姆表外部，接上被測電阻后，與歐姆表內部電路一起組成閉合電路．IRxERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=I=02.原理：閉合電路歐姆定律(電阻測量轉換為電流測量)改變Rx

，電流Ix隨之改變，Rx與Ix一一對應.表頭刻度IxRxR

=Rg+r+R歐姆表內阻Ω051015ΩΩ20304050100200500∞1K(1)零刻度在右邊，左邊為無限大。(2)刻度不均勻,左邊密、右邊稀。3.刻度：(3)刻度順序與電流表、電壓表的刻度順序相反.【拓展】閉合電路中的功率由于閉合電路中內、外電路電流相等①電源提供的總功率（電源功率）：P總=EI

②電源的輸出功率（外電路得到的功率）：P外=U外I

③電源內阻上的熱功率P內=U內I

=I2r說明：外電路可以是任何電路。ORP出Pmr④外電路時純電阻電路，電源的輸出功率與外電阻R的關系：電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大。η=50%。

結論：電源的效率隨外電阻的增大而增大⑤電源的工作效率對純電阻電路，電源的效率為：課堂小結一、電動勢二、閉合電路歐姆定律2、定義式：1、定義：在電源內部非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值。1、表述：閉合電路中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、表達式：3、路端電壓跟負載的關系：UI0EE/rU=E-Ir【課堂檢測1】鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示（）

A.電路中每通過1C的電量，電源把2J的化學能轉變為電能

B.蓄電池兩極間的電壓一定為2V

C.蓄電池在1s內將2J的化學能轉變成電能

D.蓄電池將化學能轉變為電能的本領比一節干電池（電動勢為1.5V）強AD【課堂檢測2】如圖所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數各為1.6V和0.4A；當S斷開時，它們的示數各為1.7V和0.3A，求電源的電動勢及內阻．解：當S閉合時，由閉合電路