物理教科选修3-1第2章第四节课件

选修3-1第二章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．KR闭合电键K，灯泡亮吗？为什么？问题：正极负极电源++1、在导线中，电场方向是怎样的？2、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的？3、在电源内部电场是怎样的？电源内部电荷怎样移动?电源内部的电流方向如何？4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？问题探究：电源是一种把其它形式能转化为电能的装置（电池、发电机)电源在电路中的作用：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。1.定义：电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用电动势（符号：E）来表示，它等于电源未接入电路时两极间的电压。（开路电压）一、电源电动势2.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。伏特（V）

1V=1J/C4、单位：6、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、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。3、大小：数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。生活中的电池太阳电池干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池二、电路和电阻的认识

外电路：电源外部的电路，包括用电器、导线等。外电阻：外电路的总电阻内电阻：内电路的电阻通常称为电源的内阻.

内电路：电源内部的电路.

三、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＝_______.纯电阻U外E－Ir适用范围：适用于任何闭合电路即时应用

(即时突破，小试牛刀)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20Ω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即时应用

(即时突破，小试牛刀)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．R

B．R/2C．4RD．R/8图2－4－1②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4、路端电压与电流的关系①公式：U＝________.E－Ir闭合电路的伏安特性曲线四、闭合电路的动态分析问题1、特点：闭合电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动、某电阻阻值发生变化等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。2、分析方法（1）程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，根据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律来分析各部分的变化情况。（2）直观法：①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。②若开关的通或断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通或断使并联的用电器增多时，电路的总电阻减小；③串反并同内容：在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1）凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。（2）凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。（4）极限法因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论特别提醒

在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、路端电压与总电流的关系及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。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2－4－2A．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变大五、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．

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(

)课堂互动讲练类型一路端电压和电流关系例1图2－4－4A．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________Ω，电流为0.3A时的外电阻是________Ω.图2－4－5答案：6.0

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18类型二电路动态分析例2(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2－4－6A．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，应抓住全电路中电源电