高中物理鲁科版选修3-1课件4.1闭合电路欧姆定律

第1讲闭合电路欧姆定律目标定位1.了解电源电动势的基本含义，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的内容，理解各物理量及公式的物理意义.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.1预习导学梳理·识记·点拨

2课堂讲义理解·深化·探究3对点练习巩固·应用·反馈预习导学

梳理·识记·点拨

一、电动势

电动势1.定义：电动势在数值上等于

时两极间的电压，常用E来表示.2.单位：跟电压的单位

，也是

.3.物理意义：电动势是反映电源把

转化为_____本领的物理量，它是电源的特征量.不同的电源，产生电能的机制是不同的.没有接入外电路相同其他形式的能伏特(V)电能二、闭合电路欧姆定律1.内、外电路

的电路叫做内电路；

的电路叫做外电路.________的电阻称为外电阻；

的电阻称为内电阻.2.特点在外电路中，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.电源内部电源外部外电路内电路3.闭合电路的欧姆定律(1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成

，跟电路中内、外电路的电阻之和成

.正比反比想一想我们用电压表直接连接电源的两端，电压表的读数____(填“大于”、“小于”或“等于”)电源电动势.为什么？答案

小于因为电源也有内阻，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.小于三、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，电流I减小，路端电压.(2)当外电阻R减小时，电流I增大，路端电压.E－Ir增大减小(3)两个特例：外电路断开时，R→∞，I＝

，U＝

，据此特点可测电源电动势.外电路短路时，R＝0，I＝

，U＝

，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.想一想使用电源时，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.0E0课堂讲义

理解·深化·探究一、电源电动势和内阻1.电源的作用：维持电路两端始终有一定的电势差，使电路中保持持续的电流.2.电源是把其他形式的能转化为电势能的装置.不同的电源，把其他形式的能转化为电能的本领不同，电动势也不同，例如干电池电动势都是1.5V，学生用蓄电池电动势都是2V，与体积大小无关.这两种电池的电动势不同，表明电池把化学能转化为电能的本领不同.3.电源电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压.例1关于电源的电动势，下面说法错误的是(

)A.电源的电动势就是电源两极间的电压B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大C.电动势的数值等于内、外电路电压之和D.电动势只由电源性质决定，与外电路无关解析电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压.当电源接入外电路时，电源有内电压，电源两极间的电压小于电动势，故A错误.电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故B正确.根据闭合电路欧姆定律知，电动势的数值等于内、外电路电压之和，故C正确.电动势由电源性质决定，与外电路无关.故D正确.本题选错误的，故选A.答案

A二、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.例2如图1所示，电源电动势为6V，内阻为1Ω，R1＝5Ω，R2＝10Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10Ω，求电路中的总电流变化范围.解析当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电流最大.图1当R3阻值为10Ω时，外电阻最大，电流最小.答案

0.55A～1A方法点拨：电路中的总电流由电源的电动势和电路中的总电阻决定.其中E、r不变，当外电阻变化时，电路总电流随之变化.例3如图2所示，已知R1＝R2＝R3＝1Ω.当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电源的电动势等于(

)A.1V B.1.2VC.2V D.4V图2故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2V，C正确.答案

C三、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

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＝0.2.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3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.图3注意：若纵坐标上的取值不是从零开始，则横轴截距不表示短路电流，但斜率仍然等于内阻.例4如图4所示为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图4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借题发挥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.对点练习巩固·应用·反馈闭合电路欧姆定律的理解和应用1.若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(

)A.U′＝IR B.U′＝E－UC.U＝E＋Ir

BD2.如图5所示，R为电阻箱，电表

为理想电压表，当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V.求：电源的电动势E和内阻r.图5联立①②并代入数据解得E＝6V，r＝1Ω.答案

6V

1Ω路端电压和负载的关系3．如图6所示电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列说法中正确的是(

)A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0AC图6解析

当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝UR＝