4.电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律

1、4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律,第二章直流电路,学习目标 1.理解电源的电动势及内阻的含义. 2.理解闭合电路欧姆定律，理解内、外电路的电势降落. 3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、电源的电动势和内阻,1.电源 将其他形式的能转化为 的装置. 2.电动势 (1)大小：数值上等于不接入电路时电源两极间的 . (2)用字母E表示；单位：伏特，符号是V. (3)物理意义：表征电源将其他形式的能转化为 的本领. 3.内阻 电源内部的 称为电源

2、的内电阻，简称内阻.,电势能,电势差,电能,电阻,二、闭合电路的欧姆定律,1.内、外电路的电势降落 (1)电流流过电源内部时，内电阻r上有电势降落，即电阻r两端的电压，称为内电压，U_ (2)电源外部，电流流经外电阻时，外电阻R上有电势降落，即外电阻R两端的电压，称为路端电压，U . 2.闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟_ 成反比.,Ir,IR,内、外电路的电阻,电动势,之和,(2)表达式：I_. (3)适用条件：外电路为 电路. 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，由I 可知电流I

3、，路端电压UEIr .,纯电阻,EIr,增大,减小,(2)当外电阻R减小时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr . (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R0，此时I,增大,减小,E,电源电动势,0,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)EUIr适用于任何电路.() (2)某电源电动势为10 V，内阻为2 ，外接一线圈电阻为8 的电动机，则电路中的电流为1 A.() (3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.() (4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.() (5)外电路短路时，电路中的电流无穷大.(

4、),答案,2.如图1所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R9 的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为_ .,1,图1,重点探究,导学探究(1)如图2所示，图(a)中两导体之间有一定的电势差，当与小灯泡连在一起后，小灯泡发光，此过程中能量是如何转化的？小灯泡能持续发光吗？ 图(b)中将蓄电池和小灯泡构成闭合电路，此 过程能量是如何转化的？小灯泡持续发光的 原因是什么？,一、电源的电动势和内阻,答案两导体间储存的电势能转化为电路的电能，电能转化为光能.小灯泡亮度逐渐减小，直至熄灭. 电源把化学能转化为电路的电能，电能又转化为光能.电源使小灯泡两端有持续的电压.,

5、答案,图2,(2)用电压表测量一节干电池两端电压，然后把这节干电池与小灯泡构成闭合回路，再测量电池两端电压，比较两次测量结果，电压表示数有什么不同？这说明什么？,答案,答案第二次电源两端的电压较小，电源内部有电阻，电路闭合时，内电阻分得一部分电压.,知识深化 1.对电动势的理解 (1)电动势是反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量. (2)单位：伏特.符号：V. (3)决定因素：由电源自身特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关. 2.电源电动势与电势差的区别和联系,例1关于电源电动势，下列说法正确的是 A.同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化 B.1号1.5 V干电池比7

6、号1.5 V干电池大，但电动势相同 C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大 D.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也 相同,答案,解析,解析电动势与外电路无关，所以同一电源接入不同的电路，电动势不会改变，故A错误. 电动势跟电源的体积无关，所以虽然1号干电池比7号干电池大，但电动势相同，故B正确. 电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据WqE可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移送电荷的多少有关，故C错误. 电动势、电压和电势差物理意义不同，单位相同，故D错误.,导

7、学探究 如图3所示为闭合电路的组成，由部分电路欧姆定律知，各部分上电势降落各为多少？与电动势有什么关系？,二、闭合电路欧姆定律,答案在内电路上，电流流过内阻r，电势降落UIr；在外电路上，电流流过电阻R，电势降落UIR. EUUIRIr.,答案,图3,知识深化 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：EIrIR或EU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. 说明：I 或EIRIr只适用于外电路是纯电阻的电路；EU外 U内或U外EIr，既适用于外电路为纯电阻的电路，也适用于外电路为非纯电阻的电路.,

8、解析开关S接通a时， EI1(R1r) 开关S接通b时，EI2(R2r) 代入数据：E1(8r) E2(3r) 解得：E10 V，r2 .,例2如图4所示，电阻R18 ，R23 ，当开关S接a点时，理想电流表示数为1 A；当开关S接b点时，理想电流表示数为2 A.求电源的电动势和内阻.,答案,解析,图4,答案10 V2 ,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在如图

9、5所示的电路中，R19 ，R25 ，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V.求电源的电动势和内电阻.,答案,解析,图5,答案3 V1 ,解析当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I10.5 A，由闭合电路欧姆定律得： EI1(R2r) 当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流I2 0.2 A 由闭合电路欧姆定律得： EI2(R2R1r) 联立并代入数据，解得：E3 V，r1 .,导学探究 (1)在如图6所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、9 时所对应的路端电压.通

10、过数据计算，你发现了怎样的规律？,答案,三、路端电压与负载的关系,图6,答案外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.,(2)根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出UI图像.,答案,答案由EUU内及U内Ir得 UEIr，UI图像为,知识深化 1.路端电压与负载的关系：UEU内E ，随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压UE；这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势. 2.路端电压与电流的关系：UEIr. 3.电源的UI图像：如图7所示是一条倾斜的直线，图像 中U轴截距E表示电源电动势

11、，I轴截距I0等于短路电流(纵、 横坐标从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.,图7,例3(多选)如图8所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是 A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 ,答案,解析,图8,闭合电路动态问题的分析方法 (1)程序法 基本思路：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U内的变 化U外的变化固定支路,四、闭合电路的动态分析,(2)结论法“并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的

12、电阻中的电流、两端电压都将减小. “串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都将增大.,例4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9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 A.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A1读数减小，A2读数增大 D.电压表读数减小，电流表A1读数增大，A2读数减小,答案,解析,图9,解析由题图可知滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电路中的阻值R增大，则外电路的总阻值R总增大，干路电流I ， 因R总增大，所以I减小，故A1示数减小；路端电压UEIr，因I减小， 所以U增大，即电压表的读数增大；R2两端电压U2EI(R1r)，因I减小，所以U2增大，由I2 知，I2增大，即电流表A2的读数增大，故选项C正确，选项A、B、D错误.,针对训练2如图10所示，A、B、C三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P向下滑动时，三只电灯亮度的变化是 A.A、B、C都变亮 B.A、B变亮，C变暗 C.A、C变亮，B变暗 D.A变亮，B、C变暗,答