【优化方案】高二物理 第2章第四节电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律课件 教科版.ppt

第四节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 课标定位学习目标 1 知道电源是把其他形式的能转化为电能的装置 2 了解电动势的物理意义 3 理解电源的内电阻 4 理解内 外电压 理解闭合电路的欧姆定律 5 会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系 能进行相关的电路分析和计算 重点难点 闭合电路欧姆定律的理解和应用 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 第四节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 课前自主学案 一 电源电动势和内阻1 电源电动势电动势是表征电源将 转化为 的特性的物理量 它常用字母 表示 不同电源的电动势一般是 的 2 内阻电源内部的 称为电源的内阻 简称内阻 其他形式的能 电势能 e 不同 电阻 二 闭合电路欧姆定律1 闭合电路组成 1 外电路 的电路 在外电路中 沿电流方向电势 2 内电路 的电路 在内电路中 沿电流方向电势 2 闭合电路欧姆定律 1 内容 在外电路为纯电阻的闭合电路中 电流的大小跟 成正比 跟内 外电路的 成反比 电源外部 降落 电源内部 升高 电源的电动势 电阻之和 2 公式 i 3 适用范围 电路 4 常用的变形公式及适用范围 公式 e u内或u 3 路端电压与负载的关系 1 路端电压与电流的关系 公式 u 纯电阻 u外 e ir e ir 图2 4 1 图像 u i图像 如图2 4 1所示是一条倾斜的 该线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示 直线 电动势 电源的内阻 2 路端电压随外电阻的变化规律 外电阻r增大时 电流i 外电压u 当r增大到无限大 断路 时 i u 外电阻r减小时 电流i 外电压u 当r减小到零时 i u 减小 变大 0 e 增大 减小 e r 0 核心要点突破 一 电动势和内阻1 电动势 1 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小 2 单位 伏特 v 3 大小的决定因素 由电源中非静电力的特性决定 跟电源的体积无关 跟外电路也无关 4 电动势是标量 电源内部电流的方向 由电源负极指向正极 5 电动势与电压的区别与联系 2 内阻 电源内部导体的电阻 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 对于不同型号的干电池 下列说法正确的是 a 1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势b 1号干电池的容量比5号干电池的容量大c 1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大d 把1号和5号干电池分别连入电路中 若电流i相同 它们做功的快慢相 解析 选bd 电动势的大小跟电池的大小没有关系 但大电池容量大 a错 b对 而电池的内阻也与电池的大小无关 c错 电流i相同 单位时间内移动的电荷相同 而1号和5号干电池的电动势是一样的 所以它们电流做功的快慢相同 d正确 2 解决闭合电路问题的一般步骤 1 分析外电路上各元件的串 并联关系 必要时需画出等效电路图帮助分析 要特别注意电流表和电压表所对应的电路 2 求总电流i 若已知内 外电路上所有电阻的阻值和电源电动势 可用闭合电路欧姆定律直接求出 若内外电路上有多个未知电阻 可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流i 当以上方法都行不通时 可以应用联立方程求出i 3 根据串 并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流 4 当外电路含有非纯电阻元件时 如电动机 电解槽等 不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流 也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流 若需要时只能根据串 并联的特点或能量守恒定律计算得到 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 有两个相同的电阻r 串联起来接在电动势为e的电源上 通过每个电阻的电流为i 若将这两个电阻并联起来 仍接在该电源上 此时通过一个电阻r的电流为2i 3 则该电源的内阻是 a rb r 2c 4rd r 8 4 依据分压 分流原理判断动态部分的电压或电流的变化 有时会遇到判断某一并联支路上电流的变化 当此支路的电阻变大 或变小 时 而支路两端的电压也变大 或变小 应用部分电路欧姆定律i u r就无法判断该支路电流怎样变化 这时 应判断出干路上及其他并联支路中的电流 然后利用干路上的电流等于各支路电流之和进行判断 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 如图2 4 2所示电源电动势为e 内阻为r 当可变电阻的滑片p向b端移动时 电压表v1的读数u1与电压表v2的读数u2的变化情况是 图2 4 2 a u1变大 u2变小b u1变大 u2变大c u1变小 u2变小d u1变小 u2变大 四 路端电压与负载的关系1 路端电压与电流的关系 u e ir 反映了路端电压随电流的变化关系 用图像表示 如图2 4 3所示 1 横轴上的截距表示短路电流 2 纵轴上的截距表示电动势 3 斜率的绝对值表示内阻 图2 4 3 即时应用 即时突破 小试牛刀 4 一太阳能电池板 测得它的开路电压为800mv 短路电流为40ma 若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路 则它的路端电压是 a 0 10vb 0 20vc 0 30vd 0 40v 如图2 4 4所示 直线a为电源a的路端电压与电流的关系图线 直线b为电源b的路端电压与电流的关系图线 直线c为一个电阻r两端电压与电流的关系图线 将这个电阻分别接到a b两电源上 那么 课堂互动讲练 图2 4 4 a r接到b电源上时电源的效率高b r接到b电源上时电源的输出功率较大c r接到a电源上时电源的输出功率较大 但电源效率较低d r接到a电源上时电阻的发热功率较大 电源效率也较高 思路点拨 由电源的路端电压随电流的变化图像可获取电源和电路的相关信息 答案 ac 规律总结 电源的路端电压与电流的关系图像是伏安法测电源电动势和内阻处理数据的一种重要方法 同时也是电路分析和计算的重要依据 变式训练1如图2 4 5所示是某电源的路端电压与电流的关系图像 由图像可知 电源的电动势为 v 电源的内阻为 电流为0 3a时的外电阻是 图2 4 5 答案 6 0218 2011年广东实验中学检测 电动势为e 内阻为r的电源与定值电阻r1 r2及滑动变阻器r连接成如图2 4 6所示的电路 当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时 下列说法正确的是 图2 4 6 a 电压表和电流表读数都增大b 电压表和电流表读数都减小c 电压表读数增大 电流表读数减小d 电压表读数减小 电流表读数增大 思路点拨 可变电阻r是动态源 当该电阻增大时 会引起总电阻增大 该电阻减小时 会引起总电阻减小 自主解答 触头滑向b端时 阻值r增大 回路的总电阻增大 所以回路的总电流减小 路端电压u增大 所以电压表的示数增大 电阻r2的电压增大 故r2的电流增大 电流表示数增大 故应选a 答案 a 规律总结 当电路中某一部分电阻变化时 整个电路各处的电压 电流都会受到影响 分析时 应抓住全电路中电