物理人教版（浙江版）选修3-1课件第二章恒定电流7

第二章

恒定电流7闭合电路的欧姆定律知识内容闭合电路的欧姆定律考试要求必考加试cd课时要求1.了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.内容索引知识探究题型探究达标检测知识探究1一、闭合电路的欧姆定律导学探究如图1为闭合电路的组成．(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？图1答案在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高.(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？答案EIt

I2rt

I2Rt

EIt＝I2Rt＋I2rt(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？答案E＝IR＋Ir或I＝1.内、外电路中的电势变化外电路中电流由电源

流向

，沿电流方向电势

，内电路中电流由电源

流向

，沿电流方向电势

.2.闭合电路中的能量转化如图2所示，电路中电流为I，在时间t内，__________

等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝

.正极负极正极知识梳理负极降低升高图2非静电力做的功I2Rt＋I2rt3.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

成反比.(2)公式：I＝

(适用于纯电阻电路)(3)其他两种表达形式E＝U外＋

(适用于任意电路)E＝IR＋

(适用于纯电阻电路)正比电阻之和U内Ir即学即用判断下列说法的正误.(1)电动势越大，闭合电路的电流越大.(

)(2)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小.(

)(3)E＝U＋Ir适用于任何电路.(

)(4)某电源电动势为10V，内阻为2Ω，外接一线圈电阻为8Ω的电动机，则电路中的电流为1A.(

)√×√×二、路端电压与负载的关系导学探究(1)在如图3所示的电路中，电源的电动势E＝10V，内电阻r＝1Ω，试求当外电阻分别是3Ω、4Ω、7Ω时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？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.图3(2)如图4所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U与电流I的U－I图象，图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么？答案图线与纵轴的交点表示电源的电动势；图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r＝图41.路端电压与负载的关系(1)路端电压的表达式：U＝

.(2)路端电压随外电阻的变化规律①当外电阻R增大时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.②当外电阻R减小时，由I＝

可知电流I

，路端电压U＝E－Ir

.③两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为

，U＝

.即断路时的路端电压等于

.当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝知识梳理E－Ir减小增大增大减小0E电源电动势2.路端电压与电流的关系图象(如图5)图5(1)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即学即用判断下列说法的正误.(1)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.(

)(2)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.(

)(3)外电路短路时，电路中的电流无穷大.(

)(4)在U－I图象中，无论纵坐标是否从零开始，I轴截距都等于短路电流.(

)×√××2题型探究一、闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)电流形式：I＝

，说明电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比.(2)电压形式：E＝Ir＋IR或E＝U内＋U外，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和.(3)能量形式：qE＝qU外＋qU内，是能量转化本质的显现.(4)功率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝IU外＋I2r.说明：I＝

或E＝IR＋Ir只适用于外电路是纯电阻的闭合电路；E＝U外＋U内或U外＝E－Ir，既适合于外电路为纯电阻的电路，也适合于非纯电阻电路.例1在图6所示的电路中，R1＝9Ω，R2＝5Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8V.求电源的电动势和内电阻.答案解析图63V

1Ω当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I1＝0.5A，由闭合电路欧姆定律得：E＝I1(R2＋r) ①当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流I2＝

＝0.2A由闭合电路欧姆定律得：E＝I2(R2＋R1＋r) ②联立①②并代入数据，解得：E＝3V，r＝1Ω.规律总结解决闭合电路问题的一般步骤(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，电流表测量流过哪个用电器的电流；(2)应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流；(3)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1

一电池具有一定的内阻，经测量其断路时的电压为1V，如果用导线将其短路，经测量电流为0.05A.如果将该电池与一定值电阻R串联在一起，已知R＝20Ω，则电池的内阻所分得的电压为A.0.4V B.0.5VC.1V D.0.8V答案解析√二、U－I图象的理解和应用例2

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.电源内电阻为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4A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；图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则r＝

＝0.2Ω，B错误；当路端电压为1V时，内电阻分得的电压U内＝E－U外＝2V－1V＝1V，则电路中的电流I＝

＝5A，D错误.针对训练2

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，电源甲的外电阻

大于电源乙的外电阻D.电流都是I0时，两电源的内电压相等答案解析√图8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；图线的斜率的绝对值表示电源内阻(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率绝对值大于图线乙的斜率绝对值，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错误；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.达标检测3由于电压表的示数为路端电压，而U＝IR，则I＝

＝0.6A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1)V＝3.6V.故选项B正确.1.某电路如图9所示，已知电池组的总内阻r＝1Ω，外电路电阻R＝5Ω，理想电压表的示数U＝3.0V，则电池组的电动势E等于A.3.0V B.3.6VC.4.0V D.4.2V答案√123解析图92.将内阻为0.5Ω的电池组与阻值为0.75Ω的电阻、标有“6V

7.2W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是A.6V B.7.5VC.9V D.10.5V答案√1233.如图10所示为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，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，内阻r1>r2C.电动势E1>E2，内阻r1>r2D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较小答案解析√图10123由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋Ir.当I＝0时电动势E等于路端电压U，即U－I图线和U轴的交点就