第1節(jié)閉合電路歐姆定律
電與我們的生活密不可分。在用電過(guò)程中，我們可能會(huì)遇到一些問(wèn)題：晚上正需要照明時(shí)，日光燈卻不能啟動(dòng)；炎熱的夏天，正需要防暑降溫時(shí)，空調(diào)卻不能正常工作；某大功率用電器啟動(dòng)時(shí)，正常發(fā)光的電燈會(huì)突然暗一下為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？
在用電過(guò)程中還可能會(huì)出現(xiàn)如短路、斷路等問(wèn)題，輕則影響 電器工作，重則引起火災(zāi)，甚至危及生命。那么，如何排除這些 故障？如何做到安全用電、節(jié)約用電？通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，你將會(huì)找到答案.
你想過(guò)沒(méi)有，為什么干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等電源能使電路保持一定的電壓并形成電流？本節(jié)，我們先學(xué)習(xí)一個(gè)描述電源特性的物理量——電動(dòng)勢(shì)，然后探究閉合電路所遵循的規(guī)律.
一個(gè)完整的電路通常由電源、用電器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等組成。開(kāi)關(guān)閉合后，電路形成了電流的閉合回路，稱為閉合電路（ 圖 4-1）。為了分析電路，我們將閉合電路分成兩部分：一部分是電源外部的電路，稱為外電路，包括導(dǎo)線和用電器等；另一部分是電源內(nèi)部的電路，稱為內(nèi)電路.
準(zhǔn)備不同型號(hào)的新干電池和蓄電池。確定它們的正、負(fù)極，選用適當(dāng)量程的電壓表，分別測(cè)出它們兩極間的電壓值（ 圖 4-2）。記錄數(shù)據(jù)，比較各種型號(hào)干電池的電壓是否相同，干電池的電壓和蓄電池的電壓又是否相同。
干電池和蓄電池都是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。我們常說(shuō)干電池的電壓為 1.5 V，學(xué)生用蓄電池的電壓為 2 V，是指電池沒(méi)有接入電路時(shí)電池兩極間的電壓，這可用電壓表近似測(cè)出。測(cè)量結(jié)果表明，同類型的干電池兩極間的電壓相同，同類型的蓄電池兩極間的電壓也相同，但兩種電源兩極間的電壓不同，這反映了干電池和蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小不同。在物理學(xué)中，用電動(dòng)勢(shì)（electrmtive frce）來(lái)表示電源的這一特性。
電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入外電路時(shí)兩極間的電壓。電源的電動(dòng)勢(shì)用符號(hào) E 表示，單位與電壓的單位相同，也是伏特，符號(hào)為 V。
電源是電路中電能的提供者。在如圖 4-3 所示的簡(jiǎn)單電路中，電源正、負(fù)極間存在電壓。在外電路中，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，將電荷減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
電荷通過(guò)用電器后電勢(shì)能將減少。要維持電路中電荷不斷地運(yùn)動(dòng)，電源內(nèi)部就必須有非靜電力不斷將正電荷由負(fù)極搬移到正極。該過(guò)程中，非靜電力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能增加，電源將其他能轉(zhuǎn)化為電能，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷由負(fù)極移動(dòng)到正極非靜電力所做的功。
下面以如圖 4-4 所示的人工瀑布形成進(jìn)行類比。人搬運(yùn)水的過(guò)程可類比電源內(nèi)部的非靜電力對(duì)電荷做功的過(guò)程。人對(duì)水做功，把水不斷從低處搬運(yùn)到高處，提高其重力勢(shì)能；然后通過(guò)重力做功，水又從高處流到低處，重力勢(shì)能減小。人不斷搬運(yùn)水做功，使水循環(huán)流動(dòng)，這樣便形成了持續(xù)的人工瀑布。這種人工瀑布的形成過(guò)程與閉合回路中非靜電力和靜電力做功的情形類似。
在圖 4-5 中，A 組電源為四節(jié)干電池，B 組電源為三節(jié)蓄電池，兩組電源的電動(dòng)勢(shì)均為 6 V。將它們與額定電壓為 6V 的小燈泡、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)按圖示電路連接。 分別閉合開(kāi)關(guān) S?或 S?，觀察到小燈泡的亮度和電流表、電壓表的示數(shù)都不相同。在閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和用電器都相同的情況下，用電器兩端電壓不相同說(shuō)明了什么？
由以上實(shí)驗(yàn)可知，雖然兩組電源的電動(dòng)勢(shì)都為 6 V，但電流和電壓測(cè)量出的結(jié)果卻不一樣，這說(shuō)明電源內(nèi)部有電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。電源的內(nèi)阻會(huì)影響閉合電路中電流的大小。
由部分電路歐姆定律可得
E = IR + Ir
此式表明，流過(guò)閉合電路的電流跟電路中電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比。這個(gè)結(jié)論稱為閉合電路歐姆定律（Ohm law f clsed circuit）。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家歐姆（G. Ohm，1789—1854）在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的。 閉合電路歐姆定律明確了電流與電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電阻之間的關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系，我們可以通過(guò)測(cè)量電路中的電流或電壓求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
在圖 4-7 中，R? = 9 Ω， R? = 5 Ω。當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān) S撥到位置“1”時(shí)，電壓表示數(shù) U? = 2.70 V ；當(dāng) S 撥到位置“2”時(shí)，電壓表示數(shù) U? = 2.50 V。求電源的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r。（ 電壓表內(nèi)阻可視為無(wú)窮大 ）
開(kāi)關(guān) S 撥到位置“1”和位置“2”兩種狀態(tài)，可視為兩個(gè)閉合電路。因此，可列出兩種狀態(tài)下的閉合電路歐姆定律方程。
將已知條件代入以上方程，聯(lián)立并解之得 E = 3 V，r = 1 Ω
本題提供了一種測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法，但這里未考慮電壓表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響，測(cè)量結(jié)果存在誤差。
一般來(lái)說(shuō)，電源的電動(dòng)勢(shì)不會(huì)隨著電路狀態(tài)的變化而發(fā)生變化，外電路兩端的電壓卻會(huì)隨著電路狀態(tài)的變化而變化。請(qǐng)求解下面的問(wèn)題。 在上例中，若將“1”“2”用導(dǎo)線相連，當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)為多少？
三、路端電壓與外電阻的關(guān)系
根據(jù)閉合電路歐姆定律，我們還可以了解外電路兩端的電壓（ 簡(jiǎn)稱路端電壓 ）隨外電阻變化的規(guī)律。 由閉合電路歐姆定律，可得路端電壓 U = E - Ir
可見(jiàn)，當(dāng)外電路的電阻 R 增大時(shí)，電路中電流 I 減小，路端電壓 U 增大；反之，當(dāng)外電路的電阻 R 減小時(shí)，電路中電流 I 增大，路端電壓 U 減小。
當(dāng)外電路斷路時(shí)，I = 0， U = E，即外電路斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。運(yùn)用這一知識(shí)，可用電壓表直接接在電源兩端粗略測(cè)出其電動(dòng)勢(shì)。在電壓表與電源構(gòu)成的回路中，電壓表電阻很大，近似斷路，但電路中仍會(huì)有微弱電流通過(guò)，由于電源有內(nèi)阻，用電壓表只能粗測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)。電壓表內(nèi)阻越大，測(cè)量結(jié)果越精確。
能理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)涵；能分析家庭電路中的一些實(shí)際問(wèn) 題， 能解決電路中的簡(jiǎn)單問(wèn)題。具有與閉合電路歐姆定律相關(guān)的能量觀念。 ——物理觀念
觀察路端電壓隨外電阻變化的現(xiàn)象 用導(dǎo)線把舊干電池組、電流表、電壓表、兩只相同的小燈泡、開(kāi)關(guān)等按圖 4-8 所示電路連接。 （1）閉合開(kāi)關(guān) S 和 S?，觀察小燈泡 L? 的亮度，并記下電流表和電壓表的示數(shù)。 （2）再閉合開(kāi)關(guān) S?，觀察小燈泡 L? 的亮度如何變化， 電流表和電壓表的示數(shù)如何變化。 請(qǐng)結(jié)合閉合電路歐姆定律，分析發(fā)生以上變化的原因
2. 關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是 A. 電源電動(dòng)勢(shì)等于電源正、負(fù)極之間的電勢(shì)差 B. 用電壓表直接測(cè)量電源兩極得到的電壓數(shù)值，實(shí)際上總略小于電源電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值 C. 電源電動(dòng)勢(shì)總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān) D. 電源電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大
3. 在如圖所示的電路中，R?= 14 Ω，R?= 9 Ω。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S 到位置“1”時(shí)，電流表的示數(shù)I? = 0.2 A ；當(dāng)開(kāi)關(guān) S 切換到位置“2”時(shí)，電流表的示數(shù) I? = 0.3 A。求電源的電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻 r。
4. 電源的電動(dòng)勢(shì)為 4.5 V，內(nèi)阻為 0.5 Ω，外電路的電阻為 4.0 Ω，路端電壓是多大？如果在外電路上并聯(lián)一個(gè) 6.0 Ω 的電阻，路端電壓是多大？如果在外電路中串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω 的電阻，路端電壓又是多大？

相關(guān)課件

高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 電流教學(xué)演示課件ppt：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 電流教學(xué)演示課件ppt，共24頁(yè)。PPT課件主要包含了第1節(jié)電流，情境導(dǎo)入，講授新課，電流的形成，電流的方向與大小，典例精析，科學(xué)書(shū)屋，小節(jié)練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律圖文課件ppt：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律圖文課件ppt，共1頁(yè)。

魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律完美版課件ppt：

這是一份魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律完美版課件ppt，共29頁(yè)。PPT課件主要包含了閉合電路，外電路，內(nèi)電路，靜電力電場(chǎng)力，非靜電力，其他形式的能，W非Q外+Q內(nèi)，EU外+U內(nèi)，EIR+Ir，電路中的電勢(shì)變化情況等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律圖文課件ppt

高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第1節(jié) 閉合電路歐姆定律圖文課件ppt
必修 第三冊(cè)2 閉合電路的歐姆定律圖文ppt課件

必修 第三冊(cè)2 閉合電路的歐姆定律圖文ppt課件
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)2 閉合電路的歐姆定律授課課件ppt

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)2 閉合電路的歐姆定律授課課件ppt
2020-2021學(xué)年2 閉合電路的歐姆定律多媒體教學(xué)ppt課件

2020-2021學(xué)年2 閉合電路的歐姆定律多媒體教學(xué)ppt課件
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

第1節(jié) 閉合電路歐姆定律

版本： 魯科版 (2019)

年級(jí)： 必修 第三冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部