第1节 闭合电路欧姆定律 必备知识·自主学习 一、电动势 干电池的电压是1.5 V,学生用的蓄电池的电压是2 V,是指没有接入电路时电池两极间的电压,这两种电源两极的电压不同。 (1)电源在电路中的作用是什么 (2)电源把其他形式的能转化为电能的本领相同吗 提示:(1)电源在电路中是电能的提供者,它负责把其他形式的能转化为电能。 (2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同。在物理学中,用电动势这个物理量来表征电源的这一特性。电动势越大,电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。 1.电源: 电源是电路中电能的提供者。常见的电源是干电池、蓄电池和发电机。 2.电动势: (1)物理意义:电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。 (2)大小:在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。 (3)符号和单位:电源电动势用符号E表示,单位为伏特,单位符号为V。 3.内、外电路的能量转化: (1)能量转化:在外电路中,电场力对电荷做正功,将电荷减少的电势能转化为其他形式的能。电源内部非静电力将正电荷由负极搬到正极,电荷的电势能增加。 (2)大小关系:电动势在数值上等于单位电量的正电荷由负极移到正极非静电力所做的功。 二、闭合电路欧姆定律 如图(a)所示在内、外电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化 对应(b)图分析电路中各部分电势各变化了多少。 提示:在外电路中沿电流方向电势降低;在内电路中沿电流方向电势升高。在闭合电路中,内、外电路电势的降落U外+U内等于电源内部电势的升高。 1.内、外电路: 在外电路中,电流由正极流向负极,在外电阻上沿电流方向电势降低;在电源内部电流由负极到正极,电势升高。 2.闭合电路欧姆定律: (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)公式:I=,适用于纯电阻电路。 (3)变形公式:E=U外+U内或U=E-Ir,适用于任何闭合电路。 三、路端电压与外电阻的关系 为什么电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压 提示:当电源没有接入外电路时,电源中的电流等于零,此时内电压等于零,所以这时的路端电压在数值上等于电源电动势。 1.路端电压与电流的关系: (1)表达式:U=E-Ir。 (2)图像(U-I图像):如图所示为一条倾斜的直线。该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内电阻。 2.路端电压与外电阻的关系: (1)当外电阻R增大时,由I=可知电流I减小,内电压Ir减小,由 U=E-Ir可知路端电压U增大。 (2)当外电阻R减小时,由I=可知电流I增大,内电压Ir增大,由U=E-Ir可知路端电压U减小。 (3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为0,U=E。即断路时的路端电压等于电源电动势。当电源短路时,外电阻R=0,此时I=。 (1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。 (×) (2)电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。 (√) (3)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大。 (√) (4)外电阻变化可以引起内电压的变化,从而引起内电阻的变化。 (×) (5)电源断路时,电流为零,所以路端电压也为零。 (×) 关键能力·合作学习 知识点一 电动势与电压 1.电动势的理解: (1)电动势由电源本身决定,与外电路无关。 (2)电动势是标量,但有方向,物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极,即电源内部电流的方向。 (3)电源的内部也有电阻(即内电阻),当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)。 2.电动势与电压的区别与联系: 电动势 电 压 物理意义不同 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领 数值大小不同 数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功 数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功 决定因素 ... ...
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