2018版高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定律课件沪科版.pptx

第4章 学案1探究闭合电路欧姆定律 目标定位1 掌握电动势的概念及表达式 了解电源内部能量的转化过程和生活中的电池 2 理解闭合电路欧姆定律的内容 掌握其表达式 3 会用闭合电路欧姆定律进行简单的计算 内容索引 知识探究 达标检测 知识探究 1 一 闭合电路的路端电压和内电压 实验探究1用多用电表测量路端电压 图1 按如图1所示的电路选择器材 连接电路 按课本要求测量电压Ubc Ubc Uac 分析测得的数据 比较三个电压测量值之间的关系为 Ubc Ubc Uac 实验探究2测电源内部的电压 图2 按如图2所示电路连接线路 分别测量电源的内电压和外电压 多次测量 把测量结果记录在事先准备好的表格中 分析内 外电压的大小 说明它们满足怎样的规律 答案 在误差允许的范围内 内 外电压之和为一定值 1 外电路和内电路 组成外电路 是内电路 2 在外电路中 电流方向由电源极流向极 在内电路中电流方向由极流向极 3 路端电压和内电压 外电路两端 即电源两极间 的电压称为路端电压 电源内部的电压称为 4 在闭合电路中 内电压与外电压之和 用电器和导线 电源内部 正 负 负 正 内电压 保持不变 例1 多选 若E表示电动势 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 答案 二 电源的作用 电动势 1 如图3所示 在外电路中电流由电源正极流向负极 即从高电势流到低电势 电流在电源内部只能从负极流向正极 即从低电势流到高电势 根据电场知识可知 静电力不可能使电流从低电势流向高电势 反而起阻碍作用 1 是什么力把正电荷从电源的负极搬运到电源的正极 图3 答案 非静电力 2 电源中的能量是如何转化的 答案 其他形式的能转化为电势能 2 电场力在外电路和内电路做功分别是多少 它们做功之和与电源内部非静电力所做的功有何关系 答案 qU外qU内相等 1 电源的工作原理 在电源内部做功 使其他形式的能转化为电势能 在电源的外部电路 做功 把电势能转化为其他形式的能 2 电动势 电源内部非静电力移送单位电荷所做的功 2 单位 伏特 符号为 3 说明 物理意义 反映电源本领的大小 决定因素 由电源自身特性决定 跟电源的体积 跟外电路 非静电力 静电力 非静电力做功 无关 无关 V 例2 多选 关于电动势E的说法中正确的是A 电动势E的大小 与非静电力所做的功W的大小成正比 与移送电荷量q的大小成反比B 电动势E是由电源本身决定的 跟电源的体积和外电路均无关C 电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D 电动势E的单位与电势差的单位相同 故两者在本质上相同 答案 解析 电动势是一个用比值定义的物理量 这个物理量与这两个相比的项没有关系 与电源的体积和外电路也均无关系 它是由电源本身决定的 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 电动势和电压尽管单位相同 但本质上是不相同的 故选B C 1 内容 闭合电路的电流跟电源的电动势成 跟内 外电路的成反比 三 闭合电路的欧姆定律 3 其他两种表达形式 E U外 U内 这就是说 电源的电动势等于内 外电路电势降落之和 或写成E IR Ir 正比 电阻之和 例3如图4所示 电源电动势为6V 内阻为1 R1 5 R2 10 滑动变阻器R3阻值变化范围为0 10 求电路中总电流的变化范围 答案 解析 图4 0 55 1A 当R3阻值为零时 R2被短路 外电阻最小 电路中的电流最大 当R3阻值为10 时 外电阻最大 电路中的电流最小 在如图5所示的电路中 电源的电动势E 10V 内电阻r 1 试求当外电阻分别是3 4 7 时所对应的路端电压 通过数据计算 你发现了怎样的规律 再通过公式论证你的结论是否正确 四 路端电压与负载的关系 图5 答案 外电压分别为7 5V 8V 8 75V 随着外电阻的增大 路端电压逐渐增大 1 路端电压的表达式 U E Ir 2 路端电压随外电阻的变化规律 3 路端电压与电流的关系图像如图6所示 图6 1 在图像中U轴截距表示 纵坐标从零开始时I轴截距等于 2 直线等于电源的内阻 即内阻r 电源电动势 短路电流 斜率的绝对值 例4 多选 如图7所示为某一电源的U I图线 由图可知A 电源电动势为2VB 电源内阻为 C 电源短路时电流为6AD 电路路端电压为1V时 电路中电流为5A 图7 答案 解析 在本题的U I图线中 纵轴截距表示电源电动势 A正确 横轴截距表示短路电流 C错误 针对训练 多选 如图8所示 甲 乙为两个独立电源 外电路为纯电阻 的路端电压与通过它们的电流I的关系图线 下列说法中正确的是A 电源甲的电动势大于电源乙的电动势B 电源甲的内阻小于电源乙的内阻C 路端电压都为U0时 它们的外电阻相等D 电流都是I0时 两电源的内电压相等 图8 答案 解析 图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小 由图线可知 甲与U轴交点的坐标值比乙的大 表明甲的电动势大于乙的电动势 故A正确 图线斜率的绝对值表示电源内阻的大小 电动势与短路电流的比值 图线甲的斜率大于图线乙的斜率 表明甲的内阻大于乙的内阻 故B错误 甲 乙两图线的交点坐标为 I0 U0 外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等 故C正确 电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积 即U内 Ir 因为甲的内阻比乙的内阻大 所以当电流都为I0时 甲电源的内电压较大 故D错误 故选A C 达标检测 2 1 对电动势概念的理解 关于电压和电动势 下列说法正确的是A 电动势就是电源两极间的电压B 电压和电动势单位都是伏特 所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法 1 2 3 4 答案 解析 D 电压和电动势有本质的区别 反映的能量转化方向不同 1 2 3 4 电动势只是在数值上等于电源两极间的电压 但是不能说电动势是电压 A错 尽管电压和电动势单位都是伏特 但它们不是同一物理量 有本质的区别 电压反映静电力做功 电能转化为其他形式的能 而电动势反映非静电力做功 其他形式的能转化为电能 故B C错 D对 2 闭合电路欧姆定律的应用 电动势为3V的电池 在电路中输出3A的电流 由此可知A 内 外电阻相差1 B 内 外电阻之和为1 C 外电阻为1 D 内电阻为1 答案 解析 1 2 3 4 3 路端电压与负载的关系 多选 对于电动势和内阻确定的电源的路端电压 下列说法正确的是 I U R分别表示干路电流 路端电压和外电阻 A U随R的增大而减小B 当R 0时 U 0C 当电路断开时 I 0 U 0D 当R增大时 U也会增大 1 2 3 4 答案 4 电源U I图像的理解和应用 多选 如图9所示为闭合电路中两个不同电源的U I图像 则下列说法中正确的是A 电动势E1 E2 短路电流I1 I2B 电动势E1 E2 内