名师同步导学学年高中物理闭合电路的欧姆定律新人教选修PPT学习教案.pptx

【闭合电路的欧姆定律】是高中物理中的核心知识点，主要阐述了电流与电源电动势、外电阻和内电阻的关系。闭合电路由两部分组成：外电路（包括用电器和导线）和内电路（电源内部）。在外电路中，电势沿电流方向降低，而在内电路中则升高。 【闭合电路的欧姆定律】推导过程如下：设电源电动势为E，外电阻为R，内电阻为r，电流为I。在一段时间t内，外电路电能转化为内能为I²Rt，内电路电能转化为内能为I²rt，非静电力做功为W=Eq=EIt。根据能量守恒定律，W等于内外电路电能之和，即EIt=I²Rt+I²rt，整理后得到E=IR+Ir，即I=ER+r。这表明电流I与电源电动势E成正比，与内外电阻之和成反比。 定律的表达式为I=ER+r，其中： - I代表电流 - E代表电源电动势 - R代表外电阻 - r代表内电阻 闭合电路欧姆定律的适用条件需要注意，只适用于外电路为纯电阻电路的情况。对于包含非纯电阻元件（如电动机、电解槽）的电路，不直接适用欧姆定律。电源电动势E等于外电压U外和内电压U内之和，即E=U外+U内，而路端电压U外是外电路上总的电势降落，小于电源电动势E。 外电阻R的变化会影响路端电压U外。当R增大，电流I减小，内电压Ir减小，U外增大；反之，当R减小时，I增大，Ir增大，U外减小。电源的U-I图象与电阻的U-I图象不同，电源图象表示外电压随电流变化的关系，图线与纵轴的交点表示电动势，斜率表示内阻。 在功率分析中，电源功率EI等于外电路功率I²R和内电路功率I²r之和。电源的输出功率P出在R=r时达到最大，等于E²/4r。输出功率与外电阻R的关系可画出函数图象，而电源效率η=P出/P=U外/E=IR/(I(R+r))=R/(R+r)，表明外电阻R越大，电源效率越高。 闭合电路的欧姆定律是分析和计算电路中电流、电压、电阻之间关系的基础，理解其内容和应用条件对于解决高中物理中的电路问题至关重要。