2018滬科選修31 41　探究閉合電路歐姆定律 學(xué)案

1、4.1探究閉合電路歐姆定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道閉合電路的組成，理解電動勢和內(nèi)阻的概念(難點)2了解路端電壓、內(nèi)電壓，知道路端電壓與負載的關(guān)系3理解閉合電路歐姆定律，會用閉合電路歐姆定律分析問題(重點、難點) 自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識梳理一、路端電壓和內(nèi)電壓1全電路：含有電源的電路叫作閉合電路，也叫全電路2路端電壓：外電路兩端(即電源兩極間)的電壓3內(nèi)電壓：電源內(nèi)部的電壓二、電源的作用電動勢1定義：電源內(nèi)部非靜電力移送單位電荷所做的功2公式：E.3物理意義：描述電源非靜電力搬運電荷本領(lǐng)大小的物理量4單位：國際單位制中，E的單位是伏特，符號為V.5電動勢與路端電壓、

2、內(nèi)電壓的關(guān)系：EU外U內(nèi)三、閉合電路歐姆定律1內(nèi)容：閉合電路中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公式：I.基礎(chǔ)自測1思考判斷(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)電源外部有電壓，電源內(nèi)部沒有電壓(×)(2)電動勢就是電源兩端的電壓(×)(3)電動勢越大，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大()(4)當(dāng)電源短路時，路端電壓等于電源的電動勢(×)(5)由于電源內(nèi)阻很小，所以短路時會形成很大的電流，為保護電源，絕對不能把電源兩極直接相連接()(6)電源斷開時，電流為零，所以路端電壓也為零(×)【提示】(1)×電源

3、內(nèi)部也有電壓(2)×電動勢和電壓是不同的概念(4)×電源短路時，路端電壓為零(6)×電源斷開時，路端電壓等于電動勢2(多選)下列關(guān)于電源的說法，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69682188】A電源向外提供的電能越多，表示電動勢越大B電動勢表示電源將單位正電荷從負極移送到正極時，非靜電力所做的功C電源的電動勢與外電路有關(guān)D在電源內(nèi)從負極到正極電勢升高BD電源向外提供的電能多，說明電源儲存的能量多，而電動勢表示電源內(nèi)非靜電力做功時把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，故A錯誤，B正確；電源電動勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)，C錯誤；在電源內(nèi)從負極到正極電勢升高，D正確3(多選)若

4、用E表示電源電動勢，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表示電流，則下列各式中正確的是()AU2UBUEUCUEIrDU·EBD由閉合電路歐姆定律可知，EUUIrIR，UIR，可推得：UEU，U·R.故B、D正確，A、C錯誤4.如圖4­1­1所示的電路中，把R由2 改變?yōu)? 時，電流強度減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為()【導(dǎo)學(xué)號：69682189】圖4­1­1A4 B8 C6 D2 D根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)，當(dāng)R2 時，EI(2r)，當(dāng)R6 時，E(6r)，解得r2 ，故D正確合 作 探

5、究·攻 重 難電源電動勢的理解1電源在電路中的作用如圖4­1­2所示，電源能不斷地將流到負極的正電荷，在電源內(nèi)部通過非靜電力做功再搬運到正極，從而保持正、負極有穩(wěn)定的電勢差，維持電路中有持續(xù)的電流圖4­1­22電動勢與電壓電動勢電壓物理意義不同表示非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)數(shù)值大小不同數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從電源負極移到正極非靜電力所做的功數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從導(dǎo)體一端移到另一端電場力所做的功決定因素不同由電源本身決定由電源、導(dǎo)體的電阻及導(dǎo)體的連接方式?jīng)Q定聯(lián)系電路閉合

6、：EU內(nèi)U外；電路斷開：EU外(多選)關(guān)于電源，下列說法中正確的是()A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移動到正極，非靜電力做功，電勢能增加B對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極向正極移送所做的功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多AC電源內(nèi)部存在由正極指向負極的靜電場，靜電力阻礙電源內(nèi)電荷的運動，非靜電力克服這種阻礙使正電荷由負極向正極運動，增加了電勢能，A對電源的電動勢在數(shù)值上等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極向正極移送所做的功，做功越多，電動勢越大，B錯，C對電動勢大小表示非靜

7、電力移動電荷的本領(lǐng)大小，而不是移動電荷的數(shù)量多少，D錯靜電力與非靜電力做功的比較(1)非靜電力只存在于電源內(nèi)部，因此非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(2)靜電力存在于整個閉合電路上，所以在電路中任何部位靜電力都要做功靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)在整個電路上，非靜電力做的功與靜電力做的功相等針對訓(xùn)練1如圖4­1­3為電源和導(dǎo)線內(nèi)移送電荷的情況則將單位正電荷沿閉合回路移動一周所釋放的能量大小決定于()圖4­1­3A電源電動勢B電路中電流的大小C電源的內(nèi)阻D電源的容量A移送電荷一周所釋放的能量，就是電源提供給它

8、的電能，數(shù)值等于電源內(nèi)部非靜電力做功的數(shù)值，即WEq.題干中限定了單位正電荷，可見W的數(shù)值只取決于E，故A對，B、C、D錯2下列對電源電動勢概念的認(rèn)識中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69682190】A電源電動勢等于電源兩極間的電壓B在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和C電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢就越大D電動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同B電源電動勢等于電源開路時正、負極間的電壓，若電路閉合時由于存在內(nèi)電壓，此時電源兩極間的電壓小于電源電動勢，故A項錯電源電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量

9、，即在電路中通過一定電量時，電源提供的電能越多，電動勢就越大，并不是電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢就越大，因為轉(zhuǎn)化的能量除與電動勢有關(guān)外，還與所經(jīng)歷的時間、用電情況有關(guān)，故C項錯電動勢和電勢差意義不同，電勢差是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的物理量，故D項錯閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用1閉合電路歐姆定律的表達形式表達式物理意義適用條件I電流與電源電動勢成正比，與電路總電阻成反比純電阻電路EI(Rr)EU外IrEU外U內(nèi)電源電動勢在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和式適用于純電阻電路；式普遍適用2.路端電壓U隨電流I變化的圖像(U­I關(guān)系圖)圖4­1­4(1)U

10、­I圖像的函數(shù)表達式：UEIr.(2)U­I圖像特點：位于第一象限，與橫縱坐標(biāo)軸相交的傾斜直線，如圖所示(3)兩個特點三個特征量：與縱軸交點表示電動勢，與橫軸交點表示短路電流，直線斜率的大小表示電源的內(nèi)阻兩個特殊狀態(tài)：當(dāng)外電路斷開時(R)，I變?yōu)榱鉏r0，UE；當(dāng)電源兩端短路時(R0)，此時電流I短(短路電流)(多選)如圖4­1­5是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U­I圖像，下列關(guān)于這個圖像的說法中正確的是()圖4­1­5A縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E3.0 VB橫軸截距表示短路電流，即I短0.6 AC根據(jù)r，計算出待測電

11、源內(nèi)電阻為5 D根據(jù)r，計算出待測電源內(nèi)電阻為1 思路點撥：根據(jù)U­I圖像，縱軸截距表示電動勢由于縱軸上數(shù)據(jù)不是從零開始，所以橫軸截距不表示短路電流，內(nèi)阻只能用r計算AD由閉合電路歐姆定律可知：UEIr，由數(shù)學(xué)知識可知，縱軸截距為電源的電動勢，故電動勢為E3.0 V，故A正確；圖像的斜率表示電源的內(nèi)阻，即r 1 ，故D正確，C錯誤；當(dāng)外電路電阻R0時，外電路短路，短路電流為I短 A3 A，故B錯誤電源U­I圖像的兩大誤區(qū)(1)路端電壓U越大，對應(yīng)的電流越小原因是閉合電路中負載電阻越大，電流越小，而路端電壓越大(2)橫軸截距不一定是短路電流，當(dāng)縱軸標(biāo)數(shù)從零開始時，橫軸截距為短

12、路電流，當(dāng)縱軸標(biāo)數(shù)不是從零開始時，橫軸截距不等于短路電流，這一點是需要特別注意的針對訓(xùn)練3. (多選)圖4­1­6為某電源的U­I曲線，由圖可知()【導(dǎo)學(xué)號：69682191】圖4­1­6A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路端電壓為1 V時，電路中電流為5 AAD根據(jù)閉合電路歐姆定律可知UEIrrIE，可見U­I圖像的縱軸截距即為電源的電動勢，圖像斜率的絕對值即為電源的內(nèi)電阻r，由圖像可得：電動勢E2 V，內(nèi)阻r 0.2 ，故A正確，B錯誤；當(dāng)外電阻為0時，電源短路，則短路電流I短 A10 A，故C錯誤；當(dāng)

13、U1.0 V時，由EUIr可得，I A5.0 A，故D正確4如圖4­1­7所示，電動勢為2 V的電源跟一個阻值R9 的電阻連接成閉合電路，測得電源的兩端電壓為1.8 V，求電源的內(nèi)阻圖4­1­7【解析】通過電阻R的電流為I A0.2 A由閉合電路歐姆定律EUIr，得電源內(nèi)阻r 1 .【答案】1 閉合電路的動態(tài)分析問題1引起電路特性發(fā)生動態(tài)變化的主要原因(1)滑動變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化(2)開關(guān)的閉合、斷開或換向(雙擲開關(guān))使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(3)非理想電表的接入使電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化2電路分析的基本思路：局部整體局部即R局R總I總U外3

14、結(jié)論法“串反并同”(1)“串反”是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(2)“并同”是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小如圖4­1­8所示，兩電表均為理想電表，電流表、電壓表的示數(shù)為I和U，當(dāng)滑動變阻器滑片向右滑動時，電流表、電壓表示數(shù)變化量為I、U，下列說法中正確的是()圖4­1­8AI增大，U增加BI減小，U減小C不變

15、D增大思路點撥：滑片向右滑動時，滑動變阻器阻值減小，電路中總電阻減小外電路電阻減小時，路端電壓減小C當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，變阻器接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中總電流變大，路端電壓減小，則U變小，I變大，故A、B錯誤；根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得UEIr，則r，故D錯誤，C正確閉合電路動態(tài)分析問題的一般思路(1)分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對象(2)由局部電阻變化判斷總電阻的變化.(3)由I判斷總電流的變化.(4)據(jù)UEIr判斷路端電壓的變化.(5)由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路電壓及電流的變化.針對訓(xùn)練5如圖4

16、3;1­9所示，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上端移動時，則電表示數(shù)的變化情況是() 【導(dǎo)學(xué)號：69682192】圖4­1­9AV1減小，V2增大，A增大BV1增大，V2減小，A增大CV1增大，V2增大，A減小DV1減小，V2減小，A減小CP向上端移動，R3的有效電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，路端電壓U1增大，判斷出V1示數(shù)增大由I減小知，內(nèi)電壓U內(nèi)和R1兩端電壓UR1減小，由U1增大知R2和R3并聯(lián)電路兩端電壓U2增大，判斷出V2示數(shù)增大由V2示數(shù)增大知通過R2的電流I2增大，而干路電流I減小，所以R3中的電流減小，即A示數(shù)減小，所以C正確6如圖4­

17、;1­10所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，A為燈泡，D為理想電壓表在變阻器的滑片P由B端向C端滑動的過程中()圖4­1­10AA燈變亮，D示數(shù)變大BA燈變亮，D示數(shù)變小CA燈變暗，D示數(shù)變大DA燈變暗，D示數(shù)變小D變阻器的滑片P由B端向C端滑動的過程中滑動變阻器連入電路的電阻減小，故電路總電阻減小，根據(jù)閉合回路歐姆定律可得路端電壓減小，即D的示數(shù)減小，由于總電阻減小，故總電流增大，所以R兩端的電壓增大，而路端電壓是減小的，所以并聯(lián)電路兩端的電壓減小，所以燈泡A兩端的電壓減小，故A燈變暗，D正確當(dāng) 堂 達 標(biāo)·固 雙 基1(多選)下列關(guān)于電動勢的

18、理解正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69682193】A電源的電動勢越大，非靜電力將正電荷從負極移送到正極的電荷量一定越多B電源的電動勢越大，非靜電力移動相同電荷量產(chǎn)生的電能一定越多C電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量D電源的電動勢跟電源的體積有關(guān)，跟外電路有關(guān)BC在電源內(nèi)部，非靜電力移送的電荷量為qIt，電動勢大的，移送的電荷量不一定多，A錯誤；由WEq知，電動勢越大，非靜電力移動相同電荷量做的功越多，產(chǎn)生的電能也越多，B正確；由電動勢的物理意義可知，電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，C正確；電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的大小無關(guān)，跟外電路也無關(guān)，D錯誤2(多選)如圖4­1­11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4­1­11A當(dāng)S斷開時，UAC9 VB當(dāng)S閉合時，UAC9 VC當(dāng)S閉合時，UAB7.5 V，UBC0D當(dāng)S斷開時，UAB0，UBC0AC當(dāng)S斷開時，UAC與UBC為路端電壓，等于電源