鲁科版选修31 闭合电路欧姆定律 第1课时 学案.doc

第1节闭合电路欧姆定律学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1知道电源的电动势和内电阻，理解电动势的概念(难点)2理解闭合电路欧姆定律，并能用来分析、解决闭合电路的有关问题(重点)3了解路端电压与外电阻的关系，学习用局部和整体的关系解决问题(难点)4理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化(重点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电动势1电源把其他形式的能转化为电能的装置2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电动势符号为e，单位为伏特，单位符号为v.二、闭合电路欧姆定律1闭合电路(1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路；另一部分是电源内部的电路，称为内电路(2)电压：外电路两端的电压叫作外电压，又叫路端电压，用u外表示；内电路两端的电压叫作内电压，用u内表示(3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电源的电动势，即eu外u内或eirir.(4)电流：在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端；在内电路中，电流由电势低的一端流向电势高的一端2闭合电路欧姆定律(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比(2)公式：i.(3)适用的条件为：外电路为纯电阻电路三、路端电压与外电阻的关系1路端电压与电流的关系公式：ueir.2路端电压与外电阻的关系：根据uirr可知，当r增大时，路端电压u增大，当r减小时，路端电压u减小3两种特例(1)当外电路断路(如开关断开)时，外电阻r为无穷大，i为零，ir也为零，可得ue，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小(2)当外电路短路时，外电阻r0，此时电路中的电流最大，即im，路端电压为零基础自测1思考判断(1)电动势越大，电源转化的电能就越多()提示电动势越大，电源将其它能转化为电能的本领越大(2)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()(3)电动势的大小等于电源两极间的电压()提示电动势大小等于电源未接入电路时两极间电压的大小(4)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势()提示电源内部电流由低电势流向高电势(5)在闭合回路中电动势的大小等于外电压与内电压之和()(6)闭合电路欧姆定律i的应用是有条件的()(7)当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势()提示短路时，路端电压为零(8)电源断路时，路端电压无限大()提示断路时，路端电压等于电动势(9)电源短路时，电流无限大()提示电源短路电流为i.2(多选)关于电动势下列说法正确的是()a在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加b对于给定的电源，移动正电荷的非静电力做功越多，电动势就越大c电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位正电荷做的功越多d电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多ac电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电势能就增加，因此a正确电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量电动势在数值上等于移送单位正电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以c正确，b、d错误3用e表示电源电动势，u表示路端电压，ur表示内电压，r表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，i表示干路电流，则下列各式中正确的是() 【导学号：46242145】aurirbureucueir dub因为不知道外电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，所以i不一定成立，但ureu一定成立，故d错误，b正确；urir，a错误；ueir，c错误如图所示的电路中，把r由2 变为6 时，电流大小减小为原来的一半，则电源的内电阻应为()a4 b8 c6 d2 d根据闭合电路欧姆定律得ei(rr)当r2 时，ei(2 r)当r6 时，ei(6 r)解得r2 ，故选项d正确合 作 探 究攻 重 难电动势的理解1对电动势的理解(1)电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，是电源的属性，与电源的体积、外电路无关(2)电动势的粗略测量：e的数值等于没有接入外电路时电源正负两极间的电压，可以用阻值较大的电压表直接接在正、负极两端粗略测量，其示数近似为电源电动势e.2电动势与电压的区别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外下面对电源电动势概念的认识正确的是()a电源电动势等于电源两极间的电压b在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和c电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大d电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同b电源电动势等于电路开路时电源正、负极间的电压，若电路闭合时由于存在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动势，故a项错误；电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电荷量时，电源提供的电能越多，电动势越大，并不是电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的时间、用电情况有关，故c项错误；电动势和电势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式的能的本领的物理量，故d项错误理解电动势的“三点注意”(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)针对训练1下列说法中正确的是() 【导学号：46242146】a电源的电动势实质上就是电源两极间的电压b电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压c电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别d电动势越大，电源两极间的电压一定越高c电动势与电压有本质的区别，二者单位相同，只有电源与外电路断开时，电源两极间的电压在数值上才与电动势相等闭合电路的理解及应用1.闭合电路的组成2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ir eu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eiti2rti2rt ww外w内 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和式适用于纯电阻电路；式普遍适用如图411所示的电路中，当s闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 v和0.4 a；当s断开时，它们的示数分别变为1.7 v和0.3 a，求电源的电动势和内电阻图411思路点拨：解此题的关键是根据开关“闭合”“断开”时的电路写出闭合电路欧姆定律的表达式解析当s闭合时，r1、r2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得eu1i1r当s断开时，只有r1接入电路，由闭合电路欧姆定律得eu2i2r代入数据解得e2 v，r1 .答案2 v1 闭合电路问题的求解方法(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流(2)求干路中的电流：若各电阻值和电动势都已知，可用闭合电路欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求解(3)应用闭合电路欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流针对训练2在如图412所示的电路中，当开关s1断开、开关s2闭合时，电压表的读数为3 v；当开关s1、s2均闭合时，电压表的读数为1.8 v，已知电压表为理想电压表，外接电阻为r、电源内阻为r.由以上数据可知为()图412a.b.c. d.d当开关s1断开、开关s2闭合时，电压表的读数等于电源的电动势，即e3 v当开关s1、s2均闭合时，u外1.8 v，所以u内eu外1.2 v，因u外ir，u内ir，所以rru外u内1.81.232，故选项d正确路端电压和负载的关系1.路端电压和外电阻的关系(1)当外电阻r增大时，根据i可知，总电流i减小，内电压ir减小，根据u外eir可知，路端电压u外增大当外电路断开时，路端电压u外e.(2)当外电阻r减小时，总电流i增大，内电压ir增大，路端电压u外减小外电路短路即r0时，电路中的电流i，u外0.2外电压u与电流i的关系由ueir可知，ui图象是一条斜向下的直线，如图413所示图413(1)图象中u轴截距e表示电动势(2)i轴截距i0等于短路电流(3)图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r.注：图象的纵坐标不从零开始时，图线与纵轴的交点仍表示电源电动势e，但图线与横轴的交点不表示短路电流(多选)如图414为某一电源的ui曲线，由图可知()图414a电源电动势为2 vb电源内电阻为 c外电路短路时，电流为6 ad电路的路端电压为1 v时，电流为5 a思路点拨：解此题关键是理解ui图象中“截距”“斜率”的物理意义ad由ui图线知，电源的电动势e2 v，a正确；r 0.2 ，b错误；当u1 v时，i a5 a，d正确；当路端电压为零时，对应的电流才是短路电流，由ui图象知当电流为6 a时，路端电压为0.8 v，可见c错误两种ui图象的区别甲乙(1)斜率k的物理意义不同斜率为任意两点的纵坐标之差与对应横坐标之差的比值，即k.图甲中k表示被测电阻的阻值图乙中k的绝对值大小表示电源的内电阻(2)决定因素不同电阻的ui图线由被测电阻决定，与电源无关电源的ui图线由电源决定，与外电路无关针对训练3(多选)在闭合电路中，下列叙述正确的是()a闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比b当外电路断开时，路端电压等于零c当外电路短路时，电路中的电流等于d当外电阻增大时，路端电压也增大acd由公式i知a正确；当外电路断开时r，i0，由ueir知ue，故b错误；当外电路短路时，r0，i，c正确；由u知，当r增大时，u增大，d正确当 堂 达 标固 双 基1现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器等电子产品，都需要配备各式各样的电源关于电源，以下说法中正确的是()a电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差b电源的作用就是将其他形式的能转化为电能c只要电路中有电源，电路中就一定有电流d电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量b电源的作用是维持正、负极之间存在恒定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷(电子)由正极搬运到负极，故a错误；从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故b正确；电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故c错误；电源是对电路提供能量的装置，故d错误2电动势为2 v的电池在电路上输出1 a的电流，可以断定()a内、外电阻之差是2 b外电阻是2 c内电阻是2 d内、外电阻之和是2 d由闭合电路欧姆定律i可知d正确3有两个相同的电阻r串联起来接在电动势为e的电源上，电路中的电流为i；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为，则电源的内阻为()【导学号：46242147】ar bc4r dc由串联电路和并联电路的特点及闭合电路欧姆定律可得ei(2rr)，ei，解得r4r.4(多选)如图415为某电源的伏安特性曲线，电源的电动势用e表示，电源的内阻用r表示，短路电流用i0表示，则下列选项正确的是()图415ae6.0 vbr12 ci00.5 ad若该电源与一阻值为18 的定值电阻相连接，则流过电源的电流为0.3 aad因该电源的ui图象的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即e6.0 v，但横轴上的截距0.5 a并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r 2 .由闭合电路欧姆定律可得，当电流i0.3 a时，外电阻rr18 .故a、d正