2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1学案：第4章探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定律学案 word版含答案

4.1探究闭合电路欧姆定律学 习 目 标知 识 脉 络1.知道闭合电路的组成，了解路端电压、内电压、电动势和内阻的概念(难点)2理解闭合电路欧姆定律，会用闭合电路欧姆定律分析问题(重点、难点)路 端 电 压 和 内 电 压 电 源 的 电 动 势1闭合电路(1)全电路：含有电源的电路叫做闭合电路，也叫全电路(2)路端电压：外电路两端(即电源两极间)的电压(3)内电压：电源内部的电压2电源的电动势(1)电动势与路端电压、内电压的关系：EU外U内(2)定义：电源内部非静电力移送单位电荷所做的功(3)公式：E.(4)物理意义：描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量(5)单位：国际单位制中，伏特，符号V.1电源外部有电压，电源内部没有电压()2电动势就是电源两端的电压()3电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大()对于不同型号的干电池，其电动势均为1.5 V，这说明了什么？【提示】电动势是描述电源属性的物理量，其大小决定于非静电力做功的性质，与电池体积无关不同型号干电池只是容量不同日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图411所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样标有“1.5 V”干电池标有“3.7 V”手机电池图411探讨1：把1 C的正电荷从1.5 V的干电池的负极移动到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移动到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？【提示】1.5 J,1.5 J,3.7 J,3.7 J.探讨2：1.5 V的干电池和3.7 V的手机电池相比较，哪个电池做功的本领大些？【提示】3.7 V的手机电池做功的本领大些1电源在电路中的作用如图412所示，电源能不断地将流到负极的正电荷，在电源内部通过非静电力做功再搬运到正极，从而保持正、负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流图4122.电动势与电压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不同由电源本身决定由电源、导体的电阻及导体的连接方式决定联系电路闭合：EU内U外；电路断开：EU外1如图413为电源和导线内移送电荷的情况则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于()图413A电源电动势 B电路中电流的大小C电源的内阻D电源的容量【解析】移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即WEq.题干中限定了单位正电荷，可见W的数值只取决于E，故A对，B、C、D错【答案】A2(多选)下列关于电源的说法，正确的是()A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C电源的电动势与外电路有关D在电源内从负极到正极电势升高【解析】电源向外提供的电能多，说明电源储存的能量多，而电动势表示电源内非静电力做功时把其他形式的能转化为电能的本领，故A错误，B正确；电源电动势由电源本身决定，与外电路无关，C错误；在电源内从负极到正极电势升高，D正确【答案】BD3(多选)关于电源和电动势，以下说法正确的是() 【导学号：29682022】A在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极做功越多D电动势越大，说明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大【解析】电源的作用就是在其内部把正电荷从负极移到正极，在移送的过程中，非静电力做正功，电场力做负功，将其他形式的能转化为电能，使电能增加，故A对电源的电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，数值上等于非静电力移送电荷所做的功与电荷量的比，即移送单位正电荷非静电力所做的功；对于确定的电源电动势为一个确定值，非静电力所做的功是由电源的电动势和移送电荷量的多少共同决定，故B错，C、D对【答案】ACD1在不同电源中，非静电力做功的本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同2电动势的大小等于在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值一定要注意必须是“单位正电荷”，而不是“任意电荷”闭 合 电 路 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2公式：I.1当电源短路时，路端电压等于电源的电动势()2由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接()3电源断开时，电流为零，所以路端电压也为零()手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减小多少，但小灯泡却不怎么亮了，为什么？【提示】电池用久了，电动势并没明显减小，但内阻却明显变大，因而使电路中的电流很小，导致小灯泡很暗图414如图414所示，闭合电路由外电路和内电路组成，用电器R和导线、电键组成外电路，电源内部是内电路，已知电源的电动势为E，内电阻为r，外电阻为R，设电路中的电流为I.探讨1：在外电路中沿着电流的方向，电势如何变化？【提示】电势降低探讨2：在内电路中沿着电流的方向，电势如何变化？【提示】电势升高探讨3：当外电路的电阻增大时，闭合电路中的电流如何变化？路端电压是增大还是减小？【提示】电流减小，路端电压增大1闭合电路欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路EI(Rr)EU外IrEU外U内电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和式适用于纯电阻电路；式普遍适用2.路端电压U随电流I变化的图像(UI关系图像)图415(1)图像的函数表达式：UEIr.(2)讨论：当外电路断路(即R，I0)时，纵轴上的截距表示电源的电动势E(EU)；当外电路短路(R0，U0)时，横轴上的截距表示电源的短路电流I短.斜率的绝对值表示内阻r.3闭合电路的动态分析(1)基本思路(2)三种常用方法程序法：基本思路是“部分整体部分”，即：R局R总I总U外结论法“串反并同”“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论4(多选)若用E表示电源电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()AU2UBUEUCUEIrDUE【解析】由闭合电路欧姆定律可知，EUUIrIR，UIR，可推得：UEU，UR.故B、D正确，A、C错误【答案】BD5如图416所示，电池电动势为E，内阻为r.当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是()【导学号：29682023】图416AU1变大，U2变小BU1变大，U2变大CU1变小，U2变小DU1变小，U2变大【解析】滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I变小由于路端电压UEIr知，U增大，即V1表示数U1变大由于V2表示数U2IR，故U2减小，所以A正确【答案】A6一太阳能电池板，电动势和内阻值未知若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，测得路端电压是400 mV；若将该电池板与一阻值为60 的电阻器连成一闭合电路，测得路端电压是600 mV；则(1)该太阳能电池板电动势为多少？(2)该太阳能电池板内阻值为多少？【解析】将该电池板与20 的电阻器连接时，根据闭合电路欧姆定律得：EU1r代入数据得：E0.4r将该电池板与60 的电阻器连接时，根据闭合电路欧姆定律得：EU2r代入数据得：E0.6r联立解得：E0.8 V，r20 .【答案】(1)0.8 V(2)20 动态电路分析的基本步骤(1)