2.7 闭合电路欧姆定律20140904
闭合电路欧姆定律表达式
闭合电路欧姆定律表达式
闭合电路欧姆定律，也叫做欧姆定律，它是物理和电子学中最重要的定律之一。
这种定律被认为是物理和电子学学科中研究电流和电压关系、功率转换与传输的基础。
指出了电路中电流和电压的对称性，并说明了电路元件在功率转换和传输方面的基本特性。
欧姆定律指出，在在闭合电路中，电流与电压之间存在一个简单的线性关系。
它指出，在一个欧姆环路中，电流和电压的乘积总是一个定值，这个定值被称为欧姆介质。
这句话的意思是，当有一个回路，电压和电流是一定的时候，欧姆介质的值也将是一定的。
根据欧姆定律，欧姆介质的表达式可以写成：RI = V/I，其中R 表示欧姆介质，V表示电压，I表示电流，单位为欧姆。
RI称为电阻电流（Ri），它指示一个电路中流动的电流是多少，它是电路中电阻与电压的函数。
在实际应用中，欧姆定律可以用来计算闭合电路中的电流和电压之间的关系，这种关系是电路中电阻与电压的函数，以及电阻与电流的函数。
同时，欧姆定律还可用来求解复杂电路中电流和电压之间的关系，可以更好地分析电路中电功率的转换与传输。
欧姆定律对电力学和电子学的研究具有重要的意义。
它最重要的意义在于，它可以提供一个良好的理论框架，用来研究电路中电压与电流之间的关系。
通过应用欧姆定律，我们可以更好地了解电路中的功率转换和传输的特性。
欧姆定律是电路闭合的基本定律，它说明了一个电路中的电流与
电压之间的关系。
欧姆定律对电路的研究有莫大的帮助，并且也是物理和电子学学科中最重要的定律之一。
它为物理学和电子学提供了一个良好的理论框架，为我们了解电路中电功率的转换和传输提供了重要的参考依据。
2.7闭合电路欧姆定律定律
2.7闭合电路欧姆定律定律2.7闭合电路欧姆定律定律（一）引入新课前边我们知道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。
（二）进行新课1、闭合电路欧姆定律设电源电动势为E ，内阻为r ，外电路电阻为R ，闭合电路的电流为I ，（1）写出在t 时间内，外电路中消耗的电能E 外的表达式；（2）写出在t 时间内，内电路中消耗的电能E 内的表达式；（3）写出在t 时间内，电源中非静电力做的功W 的表达式；（1）E 外=I 2Rt（2）E 内=I 2rt（3）W=Eq=EIt根据能量守恒定律，W= E 外+E 内即EIt =I 2Rt + I 2rt整理得：E =IR + Ir 或者rR E I += 总结：这就是闭合电路的欧姆定律。
（1）内容：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的欧姆定律。
（2）公式：I =rR E + （3）适用条件：外电路是纯电阻的电路。
根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为U 外=IR ，习惯上成为路端电压，内电路的电势降落为U 内=Ir ，代入E =IR + Ir 得内外U U E +=该式表明，电动势等于内外电路电势降落之和。
2、路端电压与负载的关系教师：对给定的电源，E 、r 均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？学生：据I =r R E +可知，R 增大时I 减小；R 减小时I 增大。
教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？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。
U =E -Ir教师：就某个电源来说，电动势E 和内阻r 是一定的。
当R 增大时，由r R E I +=得，I 减小，由U =E -Ir ，路端电压增大。
2.7 闭合电路欧姆定律
第七节闭合电路欧姆定律教学目标：（一）知识与技能1、掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义2、会用定律分析外电压随外电阻变化的规律（二）过程与方法1、通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学，使学生学会运用实验探索物理规律的方法．2、从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义．3、通过用公式分析外电压随外电阻以及电流的改变规律，培养学生用多种方式分析物理问题的方法。
（三）情感态度价值观1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系的观点。
2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因的关系。
3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想的观点。
教学重点：闭合电路欧姆定律的理解和应用教学难点：外电压等随外电阻变化规律教学方法：探究、讲授、实验教学用具：小电珠（2.5V） 6节旧电池串联（内阻大） 2节新电池串联教学过程：（一）引入新课复习提问，引入新课教师：（出示两个电源）如何测两电源的电动势？外电路要不要联接？为什么？学生：用电压表直接测量。
不要，电动势等于电源未接入电路时两端电压，接入电路时电源两端电压不等于电动势。
教师：测量得ε1=3V ε2=9V（可能小一些）按图连接电路，开关扳到1时，发现灯泡正常发光。
开关扳到2结果会如何？学生：灯泡烧毁S扳到2，发现灯泡照常发光为什么会这样？闭合电路的电压，由什么决定？——引入新课（二）新课教学（1）闭合电路欧姆定律闭合电路中电动势ε与内外电压U、U′有何关系？ε=U+U′问题设计①如图所示电路中电源电动势为ε，内阻为r外电阻为R，试求电路中的电流I引导学生推导∵ε=U+U′而U=IR U′=Ir∴ε=IR+IrI=ε/R+rR+r表示了什么意思？整个电路电阻公式反映了什么？闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路欧姆定律。
这里R应为外电路总电阻，I为闭合电路总电流。
试用闭合电路欧姆定律解释引课中的现象。
2.7闭合电路的欧姆定律
电动势E
路端电压U
物理 意义
反映电源内部非静 电力做功把其他 形式的能量转化 为电能的情况
反映电路中电场力 做功把电能转化 成为其他形式能 量的情况
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定义式
量度 式
电动势E
路端电压U
EW q
U W q
W为电源的非静电力 W为电场力把正
把正电荷从电源内 电荷从电源
由负极移到正极所 外部由正极
做的功
R
1 R1
1
RL R12
.
由上式看出R1增大，R总减小，当R1减小
时，R总增大，即：分压器总电阻与串联
部分电阻变化相同.
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(2)根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分 析电路中某一变化而引起的整个电路中各部分 电学量的变化情况，常见方法如下：
①程序法：基本思路是部分→整体→部分，无 论电阻是串联还是并联，只要有一个电阻变大 (或变小)，R总一定变大(或变小)，再由欧姆定 律判断知，I总和U端的变化情况，先确定串联电 路定值电阻两端电压，再根据U端=U1+U2+… 判定并联电路的电压，最后由部分电路欧姆定 律判断各部分物理量的变化情况.
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③电源内部消耗的功率Pr=I2r
(2)电源的效率：
P PE
U E
R Rr
（最后一个等号只适用于纯电阻电
路）.
输出功率最大时，R=r，η=50%.
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5.闭合电路的U-I图象
如图中a为电源的U-I图象；b为外电 阻的U-I图象；两者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
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假设法：已知电路发生某种故障，寻找故 障发生的位置时，可将整个电路划分为若 干部分；然后逐一假设某部分电路发生故 障，运用欧姆定律进行正向推理，推理结 果若与题述物理现象不符合，则故障不是 发生在这部分电路；若推理结果与题述物 理现象符合，则故障可能发生在这部分电 路，直到找出发生故障的全部可能为止， 亦称排除法.
2.7闭合电路的欧姆定律
通常 r 很小，所以 I 很大，电源易被烧坏，因此，严禁短路
3. U外与I的关系
1)图像：由U=E-Ir可知， U—I 图像是一条斜向下的直线
2)纵坐标截距—电源电动势E
横坐标截距—短路电流
I0
E r
U/V E
U
3)U—I图像斜率绝对值等于电源的内阻
E=U外+U内
任何电路
E=U外+U内—电源电动势等于内外电势降落之和;
三 U外与R(负载)的关系
1.公式： U外 IR E Ir
2. U外与R的关系
1)当R增大时，
I
R
E r
，
U外
=E-I
r
2)当外电路断开时, R , I 0,U E
直接用电压表测电动势的依据
AB 线段表示的功率为( C )
A．1 W C．2 W
B．6 W D．2.5 W
P EI E 3V
P I 2R R 1 AB 线段: PAB EI I 2R 3112 1 2W
课堂练习
4．（单）[2014·天津]如图所示，电路中R1、R2均为可变电 阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置。闭
课堂小结
1.闭合电路欧姆定律
内容
公式 I E Rr
E=IR+Ir E=U外+U内
2.路端电压与负载的关系
P出 3.电源输出功率
Pm
E2
P出 R r2 4r
R
U外 IR E Ir
P出—R图像
U/V E
O
2.7 闭合电路欧姆定律
S
I E 1.5 A 1A R r 1.38 0.12
Er
路端电压 U IR 11.38V 1.38V
自主学习 学生阅读P61—P62内容 （3分钟）
1.路端电压跟外电阻的关系？
2.理论推导路端电压跟外电阻的关系？
探究路端电压跟外电阻的关系
一、实验研究
1.目的： 路端电压跟外电阻的关系
（2）公式表述：
I E Rr
①
或
E=IR+Ir ②
E U外 U内 ③
4、适用条件：①②适用于纯电阻电路，
③适用于任意电路。
反馈练习
例1：在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路中的电流和路端电压.
R
解：由闭合电路欧姆定律，
电路中的电流为
2.器材： 电源、电键、 导线、伏特表、滑动变阻器 、电流表、电阻
3.线路图：
4.结论：
A
当外电阻增大时，电流 减小 ， 路端电压 增大 。
V
当外电阻减小时，电流 增大 ，
路端电压 减小 。
路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
探究路端电压跟外电阻的关系
二、理论推导
U内
I
1.理论根据：
Er
当堂检测： 2．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接 上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可 以判定电池的电动势E和内电阻r为（ B ） A．E=2.4V，r=1Ω B．E=3V， r=2Ω C．E=2.4V, r=2Ω D．E=3V, r=1Ω
解：外电路断开时的路端电压为3V，则E=3V
A V
电流表的示数变小,电压表的示数变大
2.7闭合电路的欧姆定律(2)
图线交 点坐标 即为工 作电流 和电压
例3．一电源与电阻R组成串联 电路，电源的路端电压U随电 流的变化图线及外电阻的U－I 图线分别如右图所示，求： (3)电源的输出功率．
解析：(3)由图象知R＝3 Ω.故P出＝I2R＝3 W.
IE r
无穷大?
短路可能 后果严重!.
据德国专业杂志《汽车、发动机与运动》报道, 09年4月9日的这次 事故是因为新的电池包装盒导致电池短路造成的,电池的正负极在 直接接通后,在极端的时间后产生了大量的热,整个电池燃了起来.
2）当外电路断开时，I变为零.I 为 零，则U=E，即断路时的路端电压等 于电源电动势.
2.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移
动时，两电表读数的变化是( B )
A变大，V变小 D．A变小，V变小
滑片P向 右移动滑 动
变阻器接入 电路的电阻 变大
总电阻 也变大
滑动变阻器两 端电压升高， 电压表示数变
R0两端电 压减小
回路中 电流减 小
电流表示 数变小
答案：(1)4 V,1 Ω (2)3 V (3)3 W
由图线 可以求 出外电 阻阻值
横坐标 为短路 电流
例3．一电源与电阻R组成串联 电路，电源的路端电压U随电
纵坐标为 电源的电 动势
流的变化图线及外电阻的U－I
图线分别如右图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
图线斜 率的绝 对值为 内电阻
横坐标 为短路 电流
例3．一电源与电阻R组成串联 电路，电源的路端电压U随电 流的变化图线及外电阻的U－I 图线分别如右图所示，求： (2)电源的路端电压；
2.7 闭合电路的欧姆定律(完整版)
R2 r
R1
2.25W； 2W； 1.5W。 ① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
6、直线OAC为某一直流电源的总功率P总 直线OAC为某一直流电源的总功率P OAC为某一直流电源的总功率 随电流I变化的图线,抛物线OBC OBC为同一直 随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直 流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线, Pr随电流 流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线, 对应的横坐标为2A,那么线段AB 2A,那么线段AB表 若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表 =2A对应的外电阻是 示的功率为 W, I=2A对应的外电阻是 2W Ω. 0.5Ω
1
E = 3V r = 1Ω
2
R1 R2 A E r
课堂训练
3、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压 如图， 0.8Ω当开关S 当开关 表的读数为1.5V 当开关S 1.5V； 表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压 表的读数为1.2V 1.2V则该电源的电动势和 表的读数为1.2V则该电源的电动势和 内电阻分别为多少? 内电阻分别为多少? E=1.5V， E=1.5V，r =0.2Ω
3、电路中的电势变化情况 （1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 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， 在内电路中，一方面，存在内阻， 沿电流方向电势也降低；另一方面， 沿电流方向电势也降低；另一方面，沿 电流方向存在电势“跃升” 电流方向存在电势“跃升”。
a b
E E = IR + Ir 即 I = R+r
２、表述：闭合电路中的电流跟电源 表述： 的电动势成正比，跟内、 的电动势成正比，跟内、外电路的电 阻之和成反比． 阻之和成反比． E
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四、应用
1、思考课本61页说一 说内容。 2、某电路如右图所示， 如果滑动变阻器滑 片向下滑动，判断 电压表，电流表示 数如何变化
E r
R1 R2
R3
2.7 闭合电路欧姆定律
制作人：王照辉
阅读课本，回答问题：
• 电路中，哪部分是外电路？哪部分是内电 路？ • 内、外电路中电势是如何变化的？ • 内外电路中涉及的能量转化有哪些？ • 路端电压与负载之间有什么关系？
一、闭合电路欧姆定律
1、闭合电路 内电路 外电路
外电路
R
K
部分电路 闭合电路
内电路
E
r
2、闭合电路中的电势变化
a a b c
d b
a d c bBiblioteka 闭合电路中电势变化的特点：
外电路：沿电流方向，电势降低
内电路：升中有降
4
3、电路中的功与能 1）内、外电路中分别涉及到哪些力做 功？ 2）这些功使能量进行了怎样的转化？ 3）转化了多少能量？ 4）这些能量间有什么关系？
5）从这些关系你能得到什么结论？
二、U-I、I-R、U-R的关系
• 闭合电路中，描述这三组关系的表达式是 什么？（表达式应如何表示？） • 这些变量中，是谁导致了谁的变化？ • 一个量随另一个量如何变化？ • 画出三组关系的函数图象（定性）
三、电源P总、P内、P出与R的关系
• 写出三个功率与R的函数关系 • 判断三个功率随R如何变化