《2021-2022學年高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第1節(jié) 閉合電路歐姆定律學案 魯科版選修3-1.doc-匯文網(wǎng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021-2022學年高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第1節(jié) 閉合電路歐姆定律學案 魯科版選修3-1.doc-匯文網(wǎng)（12頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第1節(jié)閉合電路歐姆定律學習目標1知道電源電動勢和內(nèi)電阻，理解電動勢的概念。( 物理觀念)2掌握閉合電路歐姆定律，并能用來分析、計算閉合電路的有關(guān)問題。(科學思維)3理解路端電壓與外電阻的關(guān)系，能用閉合電路歐姆定律分析動態(tài)電路。(科學思維)一、電動勢1電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2電動勢(1)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。(2)大?。涸跀?shù)值上等于電源沒有接入外電路時兩極間的電壓。電動勢符號為E，單位為伏特，符號為V。二、閉合電路歐姆定律1閉合電路(1)電路：電源外部的電路，稱為外電路；電源內(nèi)部的電路，稱為內(nèi)電路。(2)電壓：外電路兩端的電壓叫作外電壓，又叫路端電

2、壓，用U外表示；內(nèi)電路兩端的電壓叫作內(nèi)電壓，用U內(nèi)表示。(3)電動勢與內(nèi)、外電壓的關(guān)系：在閉合電路中，內(nèi)、外電路電勢的降落等于電源的電動勢，即EU外U內(nèi)。(4)電流：在外電路中，電流由電勢高的一端流向電勢低的一端；在內(nèi)電路中，電流由電勢低的一端流向電勢高的一端。2閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：流過閉合電路的電流與電路中電源的電動勢成正比，與電路中內(nèi)、外電阻之和成反比。(2)公式：I。(3)適用的條件為：外電路為純電阻電路。三、路端電壓與外電阻的關(guān)系1路端電壓與電流的關(guān)系公式：UEIr。2路端電壓與外電阻的關(guān)系：根據(jù)UIR×R可知，當R增大時，路端電壓U增大，當R減小時，路端電壓U減小。

3、3兩種特例(1)當外電路斷路(如開關(guān)斷開)時，外電阻R為無窮大，I為零，Ir也為零，可得UE，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢的大小。(2)當外電路短路時，外電阻R0，此時電路中的電流最大，即Im，路端電壓為零。1思考判斷(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)電動勢越大，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大。()(2)電動勢的大小等于電源兩極間的電壓。(×)提示電動勢大小等于電源未接入電路時兩極間電壓的大小。(3)在閉合回路中電流總是從高電勢流向低電勢。(×)提示在電源內(nèi)部電流由低電勢流向高電勢。(4)閉合電路歐姆定律I的應用是有條件的。()(5)當電源

4、兩端短路時，路端電壓等于電源的電動勢。(×)提示短路時，路端電壓為零。2(多選)關(guān)于電動勢下列說法正確的是()A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加B對于給定的電源，移動正電荷的非靜電力做功越多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位正電荷做的功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多AC電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢能就增加，因此A正確。電源電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)大小的物理量。電動勢在數(shù)值上等于移送單位

5、正電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，移送的電荷量越多，所以C正確，B、D錯誤。3(多選)在閉合電路中，下列敘述正確的是()A閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與整個電路的電阻成反比B當外電路斷開時，路端電壓等于零C當外電路短路時，電路中的電流無窮大D當外電阻增大時，路端電壓也增大 AD由I可知，A正確；當外電路斷開時，電路中的電流為0，UE，B錯誤；當外電路短路時，R0，I，C錯誤；由UIR可知，R增大，U增大，D正確。電動勢的理解1對電動勢的理解(1)電動勢是電源的一種屬性，與電源的體積、外電路無關(guān)，電動勢大表明該電源把其他能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強。(2)電

6、動勢的粗略測量：E的數(shù)值等于沒有接入外電路時電源正負兩極間的電壓，可以用阻值較大的電壓表直接接在電源正、負極兩端粗略測量，其示數(shù)近似為電源電動勢E。2電動勢與電壓的區(qū)別電動勢電壓物理意義不同表示非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)數(shù)值大小不同數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從電源負極移到正極非靜電力所做的功數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從導體一端移到另一端電場力所做的功決定因素不同由電源本身決定由電源、導體的電阻及導體的連接方式?jīng)Q定聯(lián)系電路閉合：EU內(nèi)U外；電路斷開：EU外【例1】下面對電源電動勢概念的認識正確的是()A電源電動勢等于電源兩極間的

7、電壓B在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和C電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大D電動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同B電源電動勢在數(shù)值上等于電路開路時電源正、負極間的電壓，若電路閉合時由于存在內(nèi)電壓，此時電源兩極間的電壓小于電源電動勢，故A項錯誤；電源電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，即在電路中通過一定電荷量時，電源提供的電能越多，電動勢越大，并不是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大，因為轉(zhuǎn)化的能量除與電動勢有關(guān)外，還與所經(jīng)歷的時間、用電情況有關(guān)，故C項錯誤；電動勢和電勢差意

8、義不同，電勢差是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)的物理量，故D項錯誤。理解電動勢的三點注意(1)電動勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)。(2)電動勢是標量，但有方向，物理學中規(guī)定方向為由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，即電源內(nèi)部電流的方向。(3)電源的內(nèi)部也有電阻(即內(nèi)電阻)，當電流經(jīng)電源內(nèi)部時也有電壓降(即內(nèi)電壓)。跟進訓練1下列說法中正確的是()A電源的電動勢實質(zhì)上就是電源兩極間的電壓B電源的電動勢在數(shù)值上等于電源兩極間的電壓C電源的電動勢與電壓的單位相同，但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別D電動勢越大，電源兩極間的電壓一定越高C電動勢與電壓有本質(zhì)的區(qū)別，二者單位相同，只有電源與外電路斷開時，電源兩極間的電壓在數(shù)值

9、上才與電動勢相等。閉合電路的理解及應用1閉合電路的組成2閉合電路歐姆定律的表達形式表達式物理意義適用條件I電流與電源電動勢成正比，與電路總電阻成反比純電阻電路EI(Rr) EU外Ir EU外U內(nèi) 電源電動勢在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和式適用于純電阻電路；式普遍適用EItI2RtI2rt WW外W內(nèi) 電源提供的總能量等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和式適用于純電阻電路；式普遍適用【例2】在如圖所示的電路中，R19 ，R25 ，當a、b兩點間接理想的電流表時，其讀數(shù)為0.5 A；當a、b兩點間接理想的電壓表時，其讀數(shù)為1.8 V。求電源的電動勢和內(nèi)電阻。解析當a、b兩點間接理想的電流

10、表時，R1被短路，回路中的電流I10.5 A，由閉合電路歐姆定律得：EI1(R2r)當a、b兩點間接理想的電壓表時，回路中的電流I2 A0.2 A由閉合電路歐姆定律得：EI2(R2R1r)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得：E3 V，r1 。答案3 V1 上例中，保持電源電動勢和內(nèi)電阻不變，而且R2接在a、b兩端，如圖所示，則流過R1的電流是多大？解析R1與R2并聯(lián)電阻R ，干路電流I A A，則流過電阻R1的電流I1 A A0.25 A。答案0.25 A閉合電路問題的求解方法(1)分析電路特點：認清各元件之間的串、并聯(lián)關(guān)系，特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓，電流表測量哪個用電器的電流。(2)求干路中的電

11、流：若各電阻值和電動勢都已知，可用閉合電路歐姆定律直接求出，也可以利用各支路的電流之和來求解。(3)應用閉合電路歐姆定律解決問題時，應根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點求出部分電路的電壓和電流。跟進訓練2在如圖所示的電路中，當開關(guān)S1斷開、開關(guān)S2閉合時，電壓表的讀數(shù)為3 V；當開關(guān)S1、S2均閉合時，電壓表的讀數(shù)為1.8 V，已知電壓表為理想電壓表，外接電阻為R、電源內(nèi)阻為r。由以上數(shù)據(jù)可知為()ABCDD當開關(guān)S1斷開、開關(guān)S2閉合時，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢，即E3 V。當開關(guān)S1、S2均閉合時，U外1.8 V，所以U內(nèi)EU外1.2 V，因U外IR，U內(nèi)Ir，所以RrU外U內(nèi)

12、1.81.232，故選項D正確。路端電壓和負載的關(guān)系1路端電壓和外電阻的關(guān)系(1)當外電阻R增大時，根據(jù)I可知，總電流I減小，內(nèi)電壓Ir減小，根據(jù)U外EIr可知，路端電壓U外增大。(2)當外電阻R減小時，總電流I增大，內(nèi)電壓Ir增大，路端電壓U外減小。2外電壓U與電流I的關(guān)系由UEIr可知，U­I圖象是一條斜向下的直線，如圖所示。(1)圖象中U軸截距E表示電動勢。(2)I軸截距I0等于短路電流。(3)圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，即r。注：圖象的縱坐標不從零開始時，圖線與縱軸的交點仍表示電源電動勢E，但圖線與橫軸的交點不表示短路電流?！纠?】(多選)如圖所示為某一電源的U­

13、;I圖線，由圖可知()A電源電動勢為2 VB電源內(nèi)電阻為 C外電路短路時，電流為6 AD電路的路端電壓為1 V時，電流為5 A思路點撥：解此題關(guān)鍵是理解U­I圖象中“截距”“斜率”的物理意義。AD由U­I圖線知，電源的電動勢E2 V，A正確；r 0.2 ，B錯誤；當U1 V時，I A5 A，D正確；當路端電壓為零時，對應的電流才是短路電流，由U­I圖象知當電流為6 A時，路端電壓為0.8 V，可見C錯誤。電阻的U­I圖象與電源的U­I圖象的區(qū)別電阻電源U­I圖象研究對象對某一固定電阻而言，兩端電壓與通過的電流成正比關(guān)系對電源進行研究，

14、路端電壓隨干路電流的變化關(guān)系圖象的物理意義表示導體的性質(zhì)R，R不隨U與I的變化而變化表示電源的性質(zhì)，圖線與縱軸的交點表示電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻聯(lián)系電源的電動勢和內(nèi)阻是不變的，正是由于外電阻R的變化才會引起外電壓U外和總電流I的變化跟進訓練3(多選)如圖為某電源的伏安特性曲線，電源的電動勢用E表示，電源的內(nèi)阻用r表示，短路電流用I0表示，則下列選項正確的是()AE6.0 VBr12 CI00.5 AD若該電源與一阻值為18 的定值電阻相連接，則流過電源的電流為0.3 AAD因該電源的U­I圖象的縱軸坐標并不是從零開始的，故縱軸上的截距雖為電源的電動勢，即E6.0 V，但橫軸上的截距0.5 A并不是電源的短路電流，且內(nèi)阻應按斜率的絕對值計算，即r 2 。由閉合電路歐姆定律可得，當電流I0.3 A時，外電阻Rr18 。故A、D正確。電源的功率及效率1功率(1)電源的總功率：P總IE(普遍適用)，或是P總I2(Rr)(只適用于外電路為純電阻的電路)