2.闭合电路的欧姆定律
[学习目标] 1.理解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。2.会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律。(重点)3.理解内、外电压,理解闭合电路的欧姆定律。(重点)4.会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系,会进行相关的电路分析和计算。(难点)
一、电动势
1.闭合电路:由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路,电源内部是内电路。
2.非静电力:在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。
3.电源:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
4.电动势
(1)物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。
(2)定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(3)定义式:E=。
(4)单位:伏特,符号是V。
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.部分电路欧姆定律:I=。
2.内电阻:电源内电路中的电阻。
3.闭合电路中的能量转化:如图所示,A为电源正极,B为电源负极,电路中电流为I,在时间t内,非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即EIt=I2Rt+I2rt。
4.闭合电路的欧姆定律
(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。
(2)表达式:I=。
(3)常见的变形公式:E=U外+U内。
三、路端电压与负载的关系
1.负载:外电路中的用电器。
2.路端电压:外电路的电势降落。
3.路端电压与电流的关系
(1)公式:U=E-Ir。
(2)结论:①外电阻R减小→I增大→U减小。
②外电路断路→I=0→U=E。
③外电路短路→I=→U=0。
(3)电源的UI图像
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)非静电力做功,可以使正电荷在电源内部由负极移动到正极。 (√)
(2)电动势越大,闭合电路的电流就越大。 (×)
(3)电源的内阻越大,闭合电路的电流就越小。 (×)
(4)电源一定时,负载电阻越大,电流越小。 (√)
(5)电源发生短路时,电流为无穷大。 (×)
(6)外电路断路时,电源两端的电压就是电源电动势。 (×)
2.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此( )
A.电动势是一种非静电力
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压