2019_2020版高中物理第二章恒定電流7閉合電路的歐姆定律教案新人教版.docx

7閉合電路的歐姆定律學科素養(yǎng)與目標要求物理觀念：1.了解內(nèi)電路、外電路，知道電動勢與內(nèi)、外電壓的關系.2.掌握閉合電路歐姆定律并會進行有關計算科學思維：1.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，培養(yǎng)邏輯思維能力.2.會從公式和圖象兩個角度分析路端電壓U與電流I的關系，培養(yǎng)用圖象法表述和分析圖象問題的能力一、閉合電路的歐姆定律1閉合電路的組成(1)閉合電路是指由電源和用電器及導線組成的完整的電路圖1(2)內(nèi)電路：如圖1所示，電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，電源的電阻叫內(nèi)電阻(3)外電路：電源外部的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻2閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)表達式：I.(3)適用條件：外電路為純電阻電路二、路端電壓與負載的關系1路端電壓的表達式：UEIr.2路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當外電阻R增大時，由I可知電流I減小，路端電壓UEIr增大(2)當外電阻R減小時，由I可知電流I增大，路端電壓UEIr減小(3)兩種特殊情況：當外電路斷開時，電流I變?yōu)?，UE.即斷路時的路端電壓等于電源電動勢當電源短路時，外電阻R0，此時I.1判斷下列說法的正誤(1)EUIr適用于任何電路()(2)某電源電動勢為10 V，內(nèi)阻為2 ，外接一線圈電阻為8 的電動機，則電路中的電流為1 A()(3)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大()(4)電路斷開時，電路中的電流為零，路端電壓也為零()(5)外電路短路時，電路中的電流無窮大()2.如圖2所示，電動勢為2 V的電源跟一個阻值R9 的電阻接成閉合電路，理想電壓表測得電源兩端電壓為1.8 V，則電源的內(nèi)阻為_ .圖2答案1一、閉合電路的歐姆定律如圖為閉合電路的組成(1)在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點電勢如何變化？(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內(nèi)非靜電力做功多少？內(nèi)、外電路中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關系？(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關系怎樣？答案(1)在外電路中沿電流方向電勢降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢升高(2)EItI2rtI2RtEItI2RtI2rt(3)EIRIr或I1內(nèi)、外電路中的電勢變化如圖3所示，外電路中電流由電源正極流向負極，沿電流方向電勢降低，內(nèi)電路中電流由電源負極流向正極，沿電流方向電勢升高圖32閉合電路歐姆定律的幾種表達形式(1)I、EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路(2)U外EIr，EU外U內(nèi)適用于任意的閉合電路例1(2018聊城市期末)如圖4所示的電路中，當開關S接a點時，標有“4 V,8 W”的小燈泡L正常發(fā)光，當開關S接b點時，通過電阻R的電流為1 A，這時電阻R兩端的電壓為5 V求：圖4(1)電阻R的阻值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻答案(1)5 (2)6 V1 解析(1)當開關S接b點時，由歐姆定律得，電阻R的阻值為R 5 (2)當開關S接a時，U14 V，I1 A2 A當開關S接b時，U25 V，I21 A根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EU1I1r，EU2I2r聯(lián)立得：E6 V，r1 .學科素養(yǎng)用閉合電路歐姆定律分析電動勢、內(nèi)阻與負載的關系，培養(yǎng)邏輯思維能力，讓學生分析綜合能力、推理等“科學思維方法”內(nèi)化，讓物理規(guī)律在學生頭腦中得到了提煉和升華本題體現(xiàn)了“物理觀念”、“科學思維”這兩種學科素養(yǎng)針對訓練1在圖5所示的電路中，R19 ，R25 ，當a、b兩點間接理想的電流表時，其讀數(shù)為0.5 A；當a、b兩點間接理想的電壓表時，其讀數(shù)為1.8 V求電源的電動勢和內(nèi)電阻圖5答案3 V1 解析當a、b兩點間接理想的電流表時，R1被短路，回路中的電流I10.5 A，由閉合電路歐姆定律得：EI1(R2r)當a、b兩點間接理想的電壓表時，回路中的電流I2 A0.2 A由閉合電路歐姆定律得：EI2(R2R1r)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得：E3 V，r1 .二、路端電壓與電流、負載的關系1在如圖所示的電路中，電源的電動勢E10 V，內(nèi)電阻r1 ，試求當外電阻分別是3 、4 、9 時所對應的路端電壓通過數(shù)據(jù)計算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？答案外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大2根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出路端電壓U與干路電流I之間的關系式，并畫出UI圖象答案由EUU內(nèi)及U內(nèi)Ir得UEIr，UI圖象為1路端電壓與負載的關系：UEU內(nèi)Er，隨著外電阻增大，路端電壓增大；當外電路開路時(外電阻無窮大)，路端電壓UE；這也提供了一種粗測電動勢的方法，即用電壓表直接測電源電動勢2路端電壓與電流的關系：UEIr.3電源的UI圖象：如圖6所示是一條傾斜的直線，圖象中U軸截距E表示電源電動勢，I軸截距I0等于短路電流(縱、橫坐標都從零開始)，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻圖6例2(多選)如圖7所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖象，下列結(jié)論正確的是()圖7A電源的電動勢為6.0 VB電源的內(nèi)阻為12 C電源的短路電流為0.5 AD電流為0.3 A時的外電阻是18 答案AD解析因該電源的UI圖象的縱軸坐標并不是從零開始的，故縱軸上的截距雖為電源的電動勢，即E6.0 V，但橫軸上的截距0.5 A并不是電源的短路電流，且內(nèi)阻應按斜率的絕對值計算，即r| 2 .由閉合電路歐姆定律可得電流I0.3 A時，外電阻Rr18 .故選A、D.針對訓練2兩個電源的UI圖象如圖8所示，從圖象中可以看出()圖8A電池a的電動勢較大，內(nèi)電阻較大B電池a的電動勢較小，內(nèi)電阻較小C電池b的電動勢較小，內(nèi)電阻較大D電池b的電動勢較大，內(nèi)電阻較小答案A解析根據(jù)閉合電路歐姆定律知UEIr，故UI圖象中圖象與縱軸的交點等于電源的電動勢，由題圖可知，a的電動勢較大，圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，a的斜率的絕對值較大，故a的內(nèi)阻較大，故A正確例3如圖9所示，電源的內(nèi)阻不能忽略，當電路中點亮的電燈的數(shù)目增多時，下面說法正確的是()圖9A外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小B外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓不變C外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓不變D外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小答案D解析由題圖可知，電燈均為并聯(lián)；當點亮的電燈數(shù)目增多時，并聯(lián)的支路增多，由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確1(路端電壓與負載的關系)(多選)對于電動勢和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說法正確的是(I、U、R分別表示干路電流、路端電壓和外電阻)()AU隨R的增大而減小 B當R0時，U0C當電路斷開時，I0，U0 D當R增大時，U也會增大答案BD2(電源的UI圖象的理解和應用)(多選)如圖10所示為測電源電動勢和內(nèi)電阻時，依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的路端電壓與電流的關系圖線，圖中DC平行于橫坐標軸，DE平行于縱坐標軸，由圖可知，以下說法正確的是()圖10A比值表示外電路電阻B比值表示電源內(nèi)電阻C比值表示電源電動勢D矩形OCDE的面積表示電源的輸出功率答案ABD解析由圖象可知，D點對應的路端電壓大小可以用DE表示，電路電流可以用OE表示，外電路電阻R，故A正確；AC段表示電源內(nèi)電壓，CD表示電路電流，電源內(nèi)阻r，故B正確；電源的電動勢EU內(nèi)U外ACCOAO，故C錯誤；電源的輸出功率PU外ICOOESOCDE，故D正確3(閉合電路歐姆定律的應用)如圖11所示，電阻R18 ，R23 ，當開關S接a點時，理想電流表示數(shù)為1 A；當開關S接b點時，理想電流表示數(shù)為2 A求電源的電動勢和內(nèi)阻圖11答案10 V2 解析開關S接通a時，EI1(R1r)開關S接通b時，EI2(R2r)代入數(shù)據(jù)：E1(8r)E2(3r)解得：E10 V，r2 .4(閉合電路歐姆定律的應用)(2018煙臺市期末)如圖12所示的電路中，電源電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.6 ，電阻R13 ，電阻R24 ，電阻R36 .電壓表為理想電表，閉合開關S，求：圖12(1)通過電源的電流大??；(2)電源的內(nèi)電壓和電壓表的示數(shù)答案(1)0.25 A(2)0.15 V0.6 V解析(1)R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，則R2、R3并聯(lián)電阻R232.4 干路電流I0.25 A(2)電源的內(nèi)電壓UrIr0.15 V，電壓表的示數(shù)即為R1、R2的并聯(lián)電壓，UIR230.6 V一、選擇題考點一閉合電路歐姆定律的理解與應用1(多選)純電阻電路中，若E表示電動勢，U表示外電壓，U表示內(nèi)電壓，R表示外電路的總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示干路電流，則下列各式中正確的是()AUIR BUEUCUEIr DUE答案BD2.如圖1所示的電路中，把R由2 改為6 時，電流減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應為()圖1A4 B8 C6 D2 答案D解析根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)，當R2 時，EI(2 r)；當R6 時，E(6 r)，解得r2 ，故選D.3.在如圖2所示的電路中，當開關S1斷開、開關S2閉合時，電壓表的讀數(shù)為3 V；當開關S1、S2均閉合時，電壓表的讀數(shù)為1.8 V，已知電壓表為理想電表，外接電阻為R、電源內(nèi)阻為r.由以上數(shù)據(jù)可知為()圖2A. B. C. D.答案D解析當開關S1斷開、開關S2閉合時，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即E3 V當開關S1、S2均閉合時，U外1.8 V，所以U內(nèi)EU外1.2 V，因U外IR，U內(nèi)Ir，所以RrU外U內(nèi)1.81.232，故選D.4(多選)如圖3所示電路中，電源電動勢E9 V、內(nèi)阻r3 ，R15 ，下列說法中正確的是()圖3A當S斷開時，UAC9 VB當S閉合時，UAC9 VC當S閉合時，UAB7.5 V，UBC0D當S斷開時，UAB0，UBC0答案AC解析當S斷開時，UAC與UBC都等于電源電動勢，A正確，D錯誤；當S閉合時，UACUABR7.5 V，UBC0，B錯誤，C正確5(多選)(2018張家口市期末)如圖4所示的電路中，電源的電動勢為3.2 V，電阻R的阻值為30 ，小燈泡L的額定電壓為3.0 V，額定功率為4.5 W當開關S接位置1時，電壓表的讀數(shù)為3 V，下列說法正確的是()圖4A電源的內(nèi)電阻為4 B小燈泡的電阻為2 C當開關S接到位置2時，小燈泡很暗D當開關S接到位置2時，小燈泡兩端的電壓為3 V答案BC解析燈泡的額定電流IL A1.5 A，電阻RL 2 ，當開關接1時，通過電阻R的電流I A0.1 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律EUIr，代入得3.230.1r，可得r2 ，故A錯誤，B正確；當開關接2時，燈泡電流IL A0.8 A，小于燈泡的額定電流，實際功率小于其額定功率，則燈泡L不能正常發(fā)光，會很暗，此時燈泡兩端的電壓為ULILRL0.82 V1.6 V，故C正確，D錯誤考點二路端電壓與負載的關系6(多選)電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電關于路端電壓，下列說法中正確的是()A因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變B當R增大時，路端電壓也增大C當干路電流I增大時，路端電壓也增大D因為UEIr，所以當I增大時，路端電壓減小答案BD7(2018北師大附屬實驗中學期中)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設計了一種報警裝置，電路如圖5所示，M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時()圖5ARM變大，且R越大，U增大越明顯BRM變大，且R越小，U增大越明顯CRM變小，且R越大，U增大越明顯DRM變小，且R越小，U增大越明顯答案C考點三電源的UI圖象的理解與應用8(多選)如圖6所示為某一電源的UI圖線，由圖可知()圖6A電源電動勢為2 VB電源內(nèi)電阻為 C電源短路時電流為6 AD電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 A答案AD解析在UI圖線中，縱軸截距表示電源電動勢，A正確；橫軸截距表示短路電流，C錯誤；圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻，則r 0.2 ，B錯誤；當路端電壓為1 V時，內(nèi)電阻分得的電壓U內(nèi)EU外2 V1 V1 V，則電路中的電流I A5 A，D正確9.(多選)如圖7所示為閉合電路中兩個不同電源的UI圖象，則下列說法中正確的是()圖7A電動勢E1E2，短路電流I1I2B電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2C電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2D當工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大答案AD解析由閉合電路歐姆定律知EUIr.當I0時UE，即UI圖線和U軸的交點就是電源電動勢，兩電源的電動勢相等當U0時I，由題圖知，UI圖線和I軸的交點就是短路電流，則I1I2，A正確而r|，即圖線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知r1r2，B、C錯誤當工作電流變化量相同時，因為r1r2，則電源2的路端電壓變化較大，D正確二、非選擇題10.(2018時楊中學高二上期中)如圖8所示電路中，電源電動勢E12 V，內(nèi)電阻r1.0 ，電阻R19.0 ，R215 ，理想電流表A的示數(shù)為0.4 A，求電阻R3的阻值和它消耗的電功率圖8答案30 1.2 W解析U2I2R26 V，由閉合電路歐姆定律，有EU2I(R1r)解得I0.6 AI3II20.2 A，R3，U3U2解得R330 ，P3I3U31.2 W.11.(2018哈師大附中期中)在如圖9所示的電路中，R12 ，R2R34 ，當開關K接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當開關K接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V，試求：圖9(1)開關K接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；(2)開關K接b時，電源的電動勢和內(nèi)電阻；(3)開