鲁科版选修31 4.1闭合电路欧姆定律 课件（29张）.pptx

第1节闭合电路欧姆定律 读一读 思一思 辨一辨 议一议 一 电动势阅读教材第72 73页 电动势 部分 知道电动势的概念 1 什么是电动势 电动势的单位是什么 答案 电动势在数值上等于没有接入外电路时两极间的电压 常用e来表示 单位跟电压的单位相同 也是伏特 v 2 电动势是反映什么的物理量 答案 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 它是电源的特征量 3 不同的电源 产生电能的机制是否相同 答案 不同的电源 产生电能的机制是不同的 读一读 思一思 辨一辨 议一议 二 闭合电路欧姆定律阅读教材第73 75页 闭合电路欧姆定律 部分 了解内电路 外电路 知道闭合电路欧姆定律 1 什么是内电路 什么是外电路 答案 电源内部的电路叫做内电路 电源外部的电路叫做外电路 外电路的电阻称为外电阻 内电路的电阻称为内电阻 2 在外电路中电流流向如何 电源内部电流流向又如何 答案 在外电路中 电流由高电势流向低电势 在外电阻上沿电流方向电势降低 电源内部由负极到正极电势升高 3 闭合电路的欧姆定律的内容是什么 表达式是什么 答案 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 外电路的电阻之和成反比 这个结论叫做闭合电路欧姆定律 表达式 读一读 思一思 辨一辨 议一议 三 路端电压与负载的关系阅读教材第75 76页 路端电压与负载的关系 部分 知道路端电压与外电阻的关系 1 路端电压的表达式是什么 答案 u e ir 2 路端电压随外电阻的变化有什么规律 答案 当外电阻r增大时 电流i减小 路端电压增大 当外电阻r减小时 电流i增大 路端电压减小 3 当外电路断开或短路时 路端电压怎样 答案 外电路断开时 r i 0 u e 据此特点可测电源电动势 外电路短路时 r 0 i u 0 因短路电流i 很大 所以不允许将电源两端用导线直接连接 读一读 思一思 辨一辨 议一议 1 思考辨析 1 电动势实质上就是电压 解析 电动势与电压有本质的区别 不能认为电动势就是电压 答案 2 电源电动势在数值上等于电源两极间的电压 解析 电动势在数值上等于电源没有接入电路时电源两极间的电压 答案 3 电源短路时 电源的内电压等于电动势 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 4 外电路电阻增大时 路端电压也增大 解析 外电路电阻增大时 总电流i减小 由u外 e ir知路端电压也增大 答案 5 u i图象横轴截距表示短路电流 解析 纵坐标上的取值不是从零开始时 横轴截距不表示短路电流 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 探究讨论 1 我们用电压表直接连接电源的两端 电压表的读数小于电源电动势 为什么 答案 因为电源也有内阻 用电压表和电源正负极相连时 相当于电源与电压表串联 电压表读数是路端电压 小于电源电动势 2 使用电源时 为什么不能直接用导线把电源的两极连接起来 答案 直接用导线把电源的两极连接起来时 由于电源内阻很小 电流很大 容易损坏电源 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 对电动势的理解右图是一块手机上使用的锂离子电池上的几个数据 电压 3 7v 容量 850mah 充电电压 4 2v 你知道上面各值的物理意义吗 1 电动势表明了电源的什么特性 2 上述电源若通过非静电力把1c的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功是多少 要点提示 1 把其他形式的能转化为电能 2 w qu 3 7j 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 概念理解在电源内部 通过非静电力做功 把正电荷从负极移到正极 电荷的电势能增加 电动势代表了非静电力做功的本领 它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功 2 电动势与电压的比较 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 2 电动势的大小只与电源本身有关 与其他因素无关 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题1 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向正极的过程中做功越多d 电动势越大 说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多解析 电源是将其他能量转化为电能的装置 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 因此选项a正确 电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量 电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功 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 被移送的电荷量越多 所以选项c正确 选项b d错误 答案 ac 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 归纳总结解决有关电动势理解问题的关键是要掌握对电动势多层次的描述 明确它是电源本身的一个特征量 与外界无关 只与电源内部构造有关 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 闭合电路欧姆定律的应用傍晚用电量是每一天的高峰时段 万家灯火 但灯光较暗 而夜深人静时 你若打开灯的话 灯光特别亮 又如在家用电器使用中 打开大功率的空调后 你会发现灯泡会变暗 而关掉空调后灯又会马上变得亮一些 为什么接入较多的用电器时灯会变暗 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 要点提示 当电路中接入较多的用电器时 由于这些用电器是并联的 其总电阻会变小 干路中的电流就会很大 由于导线本身也是有电阻的 所以干路导线就会分担较多的电压 造成灯泡两端的电压降低 所以灯泡的亮度也就变暗了 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 闭合电路欧姆定律的几种表达形式 1 电流形式 适用于外电路为纯电阻的闭合电路 2 电压形式 e ir ir适用于外电路为纯电阻的闭合电路 e u外 ir适用于任何电路 表明电源电动势在数值上等于电路中内 外电压之和 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 解决闭合电路问题的一般步骤 1 分析电路 认清各元件的串 并联关系 必要时画等效电路图 特别注意电压表和电流表对应的电路 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阻和电压求总电流i 当以上方法都行不通时 可以联立方程求出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 注意适用条件 外电路含有非纯电阻元件时 如电动机 电解槽 等 不能直接用欧姆定律解决电流问题 可以根据串 并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 如图所示 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 求电路中的总电流变化范围 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 当r3阻值为零时 r2被短路 外电阻最小 电流最大 答案 0 55 1a归纳总结对闭合电路首先要明确内电路和外电路 其次要知道电源断路和短路两种特殊情况 同时还要掌握闭合电路欧姆定律适用于纯电阻电路 分析电路结构也是非常重要的环节 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 路端电压和负载的关系如图所示的u i图象中 直线 为某电源的路端电压与电流的关系 直线 为某一电阻r的伏安特性曲线 用该电源直接与电阻r连接成闭合电路 据图象可直接读出哪些物理量 要点提示 电源电动势为3v 短路电流为2 0a 电路电流1 0a 路端电压1 5v 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 路端电压和外电阻的关系 1 当外电阻r增大时 根据可知 总电流i减小 内电压ir减小 根据u外 e ir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r 0时 电路中的电流i u外 0 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 外电压u与电流i的关系由u e ir可知 u i图象是一条斜向下的直线 如图所示 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 对于一个电源 其路端电压随电路中电流的增大而减小 随电流的减小而增大 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题3 多选 如图所示 两个不同闭合电路中两个不同电源的u i图象 则下列说法正确的是 a 电动势e1 e2 短路电流i1 i2b 电动势e1 e2 内阻r1 r2c 电动势e1 e2 内阻r1 r2d 当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压变化较大 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 由题图可知两电源的u i图线交纵轴于一点 则说明两电源的电动势相同 交横轴于两不同的点 很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流 则a项正确 c项错误 又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值 即电源2的内阻大于电源1的内阻 则可知b项错误 由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量 可知d项正确 答案 ad归纳总结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 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 5 1 电动势的理解 下列关于电动势的说法正确的是 a 电动势就是电势差 也叫电压 单位是vb 电动势大的电源做功一定多c 电动势大的电源做功一定快d 电动势的大小等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能解析 电动势是由电源本身性质决定的 与外电路没有关系 而电势差是由电源及外电路共同决定的 是随外电路电阻的变化而变化的 故a错误 电源电动势大只能说明电源把其他形式的能量转化为电能的能力大 其做功不一定快也不一定多 故b c错误 由电动势的物理意义知电动势的大小就等于在电源内部移动单位正电荷所做的功 故d正确 答案 d 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 5 2 闭合电路欧姆定律的理解 电动势为2v的电池在电路上输出1a的电流 可以断定 a 内 外电阻相差2 b 外电阻是2 c 内电阻是2 d 内 外电阻之和是2 解析 由闭合电路欧姆定律可知d正确 答案 d 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 5 3 路端电压和负载的关系 电源电动势为e 内阻为r 向可变电阻r供电 关于路端电压 下列说法正确的是 a 因为电源电动势不变 所以路端电压也不变b 因为u ir 所以路端电压u与r成正比c 因为u ir 所以当i增大时 路端电压u也增大d 因为u e ir 所以当i增大时 路端电压u下降解析 电源的电动势e r是不变的 由闭合电路欧姆定律知 当外电路的电阻r减小时 干路电流i增大 由u e ir知u将减小 a b c错误 d正确 答案 d 探究三 当堂检测 探究一