闭合电路欧姆定律 导学案 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册+

物理学科导学案第第页12.2闭合电路的欧姆定律导学案(第1课时)【学习目标】1.从能量转化的角度再认识电源的作用；知道引入电动势来描述电源内非静电力的特性。2.理解闭合电路中内、外电路的能量转化，会利用能量转化与守恒定律推导闭合电路欧姆定律。3.理解闭合电路的欧姆定律，会应用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系。【学习任务一、电动势】1．闭合电路：由导线、电源和连成的电路。和导线组成外电路，电源内部是内电路。2．非静电力：在电源内部把从负极搬运到正极的力。3．电源：通过做功把转化为的装置。4．电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为的本领。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的之比。(3)定义式：E＝。(4)单位：，符号是。【例1】蓄电池E=2V，若搬运1C的正电荷，非静电力做功是多少焦耳？有多少焦耳化学能转变为电势能？【学习任务二、闭合电路欧姆定律及其能量分析】1．部分电路欧姆定律：I＝。2．内电阻：电源内电路中的。3．闭合电路中的能量转化已知：电源电动势为E，内阻为r，外电路的用电器都是纯电阻且阻值为R，闭合电路的干路电流为I。问题1：经时间t，电源通过非静电力做功将多少其他形式能转化为电能？问题2：经时间t，电流通过外电阻R做功时将多少电能转化为内能？问题3：经时间t，电流通过外电阻r做功时将多少电能转化为内能？根据能量守恒定律，在时间t内做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即＝＋。4．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成。(2)表达式：I＝。(3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。【例2】如图所示，R1＝14Ω，R2＝9Ω。当开关处于位置1时，电流表读数I1＝0.2A；当开关处于位置2时，电流表读数I2＝0.3A。求电源的电动势E和内阻r.【学习任务三、路端电压与负载的关系】1．实验探究(1)外电阻R增大时，电流I，路端电压U。(2)外电阻R减小时，电流I，路端电压U。2．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝。(2)图象(U-I图象)：如图所示，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。3．两种特殊情况:(1)当外电路断路时，外电阻R为，I为，Ir也为，可得U=，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R为，此时电路中的电流最大，即Im=，路端电压为。【例3】三个完全相同的小灯泡并联，依次闭合电键S1、S2、S3，小灯泡L1的亮度为何会变暗呢？请尝试利用所学知识分析。【课后检测】1．(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．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多2．一节干电池的电动势为1.5V，这表示()A．电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J的化学能转变成电势能B．该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5VC．该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多D．将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功3．(多选)对于电动势的定义式E＝eq\f(W,q)的理解，正确的是()A．E与W成正比B．E与q成反比C．E的大小与W、q无关D．W表示非静电力做的功4．如图所示的电路中，把R由2Ω改变为6Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为()A．4ΩB．8ΩC．6ΩD．2Ω5．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，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的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.1VB．0.2VC．0.3V D．0.4V6．如图所示，把两个电源的U－I关系曲线取相同的坐标，画在同一坐标系