高中物理人教版 (2019)必修 第三册闭合电路的欧姆定律教学演示ppt课件

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2.闭合电路的欧姆定律第1课时　闭合电路的欧姆定律目 录 01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习 01知识点一　电动势1. 闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。用电器和导线组成 ，电源内部是 ⁠。2. 电动势（1）定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的 ⁠。 外电路　内电路　比值　3. 单位：与电压的单位相同。单位是 ，符号是 ⁠。伏特　V　知识点二　闭合电路欧姆定律及其能量分析1. 内电阻：电源 的电阻，通常用r表示，可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的 ⁠。2. 闭合电路中的能量转化内部　串联　如图所示，电路中电流为I，在时间t内，电源提供的电能W＝ ＝EIt，内、外电路转化的内能分别为Q内＝ ，Q外＝ ，根据能量守恒定律，有EIt＝ ，即EI＝I2r＋I2R。Eq　I2rt　I2Rt　I2rt＋I2Rt　3. 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。 正比　电阻之和　I（R＋r）　知识点三　　路端电压与负载的关系1. 负载和路端电压：负载是外电路中的 ，路端电压是外电路的 ⁠。2. 路端电压U与电流I的关系用电器　电势降落　（1）路端电压U与电流I的函数关系式：U＝ ⁠；（2）U-I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示 ⁠ ，斜率的绝对值表示电源的 ⁠。E－Ir　电动势　内阻　3. 路端电压与外电阻的关系：当R增大时，路端电压U ，当R减小时，路端电压U ⁠。4. 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。 增大　减小　无穷大　0　0　E　短路　很小　很大　电源　【情景思辨】　现取两节新的干电池A、B，其中A为1号干电池，B为7号干电池。根据题述情景判断下列说法的正误。（1）A的电动势一定大于B的电动势。（　×　）×（2）A的容量一定比B的容量大。（　√　） （3）A的电阻一定比B的电阻大。（　×　）（4）若把A、B两节干电池分别接入电路，当流过A、B的电流相同时，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同。（　√　）（5）若把电池的正负极用导线连接起来，电池发生了短路，此时电路中的电流无穷大。（　×　）（6）电池与外电路断路时，电池两端的电压等于电池电动势。（　√　）√×√×√核心要点·快突破互动探究 深化认知 02要点一　对电动势的理解【探究】　日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。（1）如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？提示：7.5 J；7.5 J；7.4 J；7.4 J。（2）是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？提示：不是。可以用非静电力做的功与所移动的电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。【归纳】电动势与电压的区别与联系【典例1】　某电源的电动势为6 V，这表示（　　）解析：该电源的电动势为6 V，这表示电路通过1 C的电荷量，电源把6 J其他形式的能转化为电势能，故A错误，B正确；该电源比电动势为1.5 V的电源做功的本领强，但在通过电荷量未知的情况下无法比较做功的多少，故C错误；通过1 C电荷量时，该电源比电动势为1.5 V的电源转化的电势能多，故D错误。 1. 关于电源的电动势，下列说法正确的是（　　）解析：　电源是通过内部非静电力做功把其他形式的能量转化为电能的装置，故A错误；电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，反映了电源内部非静电力做功的本领，故B正确；对于给定的电源，电源的电动势不变，故C错误；把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故D错误。2. 铅蓄电池的电动势为2 V，干电池的电动势为1.5 V，则下列说法正确的是（　　）解析：　当铅蓄电池不接入电路时，两极间的电压为2 V，当接入电路时，两极间的电压小于2 V，故A错误；干电池的电动势为1.5 V，根据W＝qU知，电路中每通过1 C的电荷量，电池把1.5 J的化学能转化为电能，与时间无关，故B错误；电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，与电源接入的电路无关，故C错误；根据W＝qU可知，电路中通过相同的电荷量时，铅蓄电池比干电池中非静电力做的功多，故D正确。要点二　对闭合电路欧姆定律的理解1. 闭合电路的组成2. 闭合电路欧姆定律的表达形式【典例2】　如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6 V和0.4 A。当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内电阻。答案：2 V　1 Ω解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小。当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，即1.6 V＝E－0.4 A×r　①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U'＝E－I'r，即（1.6＋0.1）V＝E－（0.4－0.1）A×r　②由①②得E＝2 V，r＝1 Ω。1. 一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（　　） 2. （多选）如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则（　　）解析：　题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过可变电阻R的电流，由部分电路欧姆定律有U＝IR，可得I＝2 A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入可得r＝1 Ω，故选项A、C正确，B、D错误。要点三　路端电压与负载的关系【探究】（1）在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压。通过数据计算，你发现了怎样的规律？提示：路端电压分别为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。提示：由E＝U＋U内及U内＝Ir得U＝E－Ir。【归纳】1. 路端电压和外电阻的关系  2. 电源的U-I图像由U＝E－Ir可知，U-I图像是一条倾斜向下的直线，如图所示。（1）图像中U轴截距E表示电源电动势。（2）I轴截距I0等于短路电流。 特别提醒　　图像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。【典例3】　如图所示为某一电源的U-I图像，由图像可知（　） 1. 人造卫星在太空飞行，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800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则路端电压是（　　） 2. （多选）如图所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的U-I图像，则下列说法正确的是（　　） 教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏 031. （多选）一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以下说法中正确的是（　　）解析：　由W＝Eq可知，电路中每通过1 C的电荷量时，电池将4.8 J的化学能转化为电能，故A正确；电池的电动势只与电池的性质有关，与体积无关，故B错误；电路中每通过1 C的电荷量，电池内部非静电力做功为W＝Eq＝4.8 J，故C正确；电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，故D正确。2. 如图所示的电路中，把R由2 Ω变为6 Ω时，电流大小减小为原来的一半，则电源的内阻应为（　　）   4. （多选）a、b两电源的路端电压与电流的关系图像如图所示，图中两图线交纵轴于一点，假设两电源的电动势分别用Ea、Eb表示，内阻分别用ra、rb表示。则下列说法正确的是（　　）  04课时训练·提素能分层达标 素养提升考点一　电动势1. 单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量取决于（　　）解析：　单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，释放的总能量就是电源提供给它的电能，在数值上等于电源电动势，故A正确，B、C、D错误。2. （多选）将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V。若电路中有6 C的电荷通过电源，下列说法正确的是（　　）解析：　根据W＝Eq＝3×6 J＝18 J可知非静电力所做的功为18 J，即有18 J其他形式的能转化为电能，A正确，B错误；电源内阻消耗电能W＝18 J－2.4×6 J＝3.6 J，C正确；电流的传导速度指建立电场的速度，大小等于光速，但电路中电子定向移动速度却相对很小，电子是在电场的作用下才定向移动的，D错误。考点二　闭合电路的欧姆定律3. 某电路如图所示，已知电源的内阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝6 Ω，理想电压表的示数U＝3.0 V。则电源的电动势E等于（　　） 4. 如图所示，电源的内阻r为2 Ω，R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当S连接1时，电流表的示数为0.2 A，则将S切换到2时，电流表的示数变为（　　） 5. 如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4 V，电流表A的示数为0.2 A；S断开时，电流表A的示数为0.3 A（各表均为理想电表），求：（1）R3的电阻值；答案：15 Ω　 （2）电源的电动势E和内阻r。答案：12 V　1 Ω解析：根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，所以E＝11.4＋0.6r　①E＝0.3×（9＋30）＋0.3r　②代入数值得E＝12 V，r＝1 Ω。考点三　路端电压与负载的关系6. 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是（　　）解析：　路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误。7. 如图所示，当开关S断开时，理想电压表示数为3 V，当开关S闭合时，理想电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为（　　） 8. 如图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（　　）  9. “等效法”是简化电路的一种常用方法。如图所示，两个虚线框中的电路都可视为一个新的等效电源：图甲中是一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻串联；图乙中是一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻并联；下列关于这两个等效电源的电动势和内阻的说法正确的是（　　） 10. （多选）如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3 V，额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时，电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是（　　） 11. （多选）用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图像，由图可知（　　） 12. 如图所示，已知电源的电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R2＝20 Ω，小灯泡标有“4 V　0.2 A”字样。当滑动变阻器R1的滑片P处于正中间位置且开关S断开时，小灯泡恰好正常发光（设灯丝电阻不变），求：（1）滑动变阻器的总电阻R1；答案：18 Ω　 （2）当S闭合后，为使小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的电阻R为多大？答案：4 Ω 谢谢观看!