《電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》導(dǎo)學(xué)案

1、課時(shí)2.4電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律,課時(shí)2.4電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律,1.知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,知道路端電壓。 2.理解閉合電路的歐姆定律,能根據(jù)閉合電路的歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 3.運(yùn)用閉合電路的路端電壓與電流的關(guān)系分析、解決問題。,1.電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為_的裝置。 (2)電源電動(dòng)勢(shì)(E)是表征電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的特性的物理量,電動(dòng)勢(shì)等于未接入電路時(shí)兩極的_。 (3)電源的內(nèi)阻就是電源內(nèi)部的_。 2.閉合電路歐姆定律 (1)閉合電路的組成包括電源外部的電路和電源內(nèi)部的電路。在外電路中,沿電流方向電勢(shì)_;在內(nèi)電路中,沿電

2、流方向電勢(shì)_。 (2)閉合電路歐姆定律:在外電路為_的閉合電路中,電流的大小跟_成正比,跟_成反比。表達(dá)式為_。,電勢(shì)能,電勢(shì)差,電阻,降低,升高,純電阻,電動(dòng)勢(shì),內(nèi)外電路的電阻之和,(3)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 在閉合電路中,路端電壓就是外電壓。如果負(fù)載(外電阻)R增大時(shí),電流I_(填“增大”或“減小”), 路端電壓U_ (填“增大”或“減小”)。 根據(jù)路端電壓(U)與電流(I)的關(guān)系U=E-Ir,如果作出U-I圖象,則它是一條_的直線。,減小,增大,傾斜,主題1:電源與電動(dòng)勢(shì) 問題:(1)生活中,我們見到各種各樣的電池,它們的標(biāo)號(hào)也各不相同。如干電池都標(biāo)有“1.5 V”字樣,這里的標(biāo)號(hào)是什么

3、意思?數(shù)值大小又反映了電池的什么特性?這些數(shù)值與外接的電路有沒有關(guān)系? (2)手機(jī)電池一般用的是鋰離子電池,請(qǐng)你觀察你的手機(jī)鋰離子電池上標(biāo)注的參數(shù)有哪些?它們的單位各是什么?你能否說出一些參數(shù)表示的意義?,主題1:(1)這些標(biāo)號(hào)是電源的電動(dòng)勢(shì)。數(shù)值越大反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的特性越好。電動(dòng)勢(shì)與外電路無關(guān)。 (2)手機(jī)鋰離子電池上標(biāo)注的參數(shù)中有電動(dòng)勢(shì)(充電電壓)和容量,電動(dòng)勢(shì)的單位是V,容量的單位是mAh,表示充滿電后的電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。,主題2:閉合電路、閉合電路中自由電荷的定向運(yùn)動(dòng) 情景:如圖甲所示,A池水位高,水由A池流入B池,水由高向低流動(dòng)。所以要維持水的流動(dòng),就需

4、要給A池補(bǔ)充水,這就需要一個(gè)抽水機(jī)將B池的水抽送到A池。這里抽水機(jī)就是提供外力的裝置,使水由低向高流動(dòng),從而形成閉合穩(wěn)定的水流。 問題:圖乙是一個(gè)閉合電路的模擬圖,A是電源的正極,B是電源的負(fù)極,P相當(dāng)于電動(dòng)勢(shì),請(qǐng)根據(jù)上述有關(guān)抽水機(jī)的描述,說說閉合電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)情況。,主題2:在外電路中,自由電子在電場(chǎng)力作用下,從B球向A球流動(dòng),電勢(shì)從低到高,電場(chǎng)力做正功,要維持電流,就需要不斷地給B球補(bǔ)充負(fù)電荷(或者說給A球補(bǔ)充正電荷),電源通過非靜電力做功,將負(fù)電荷從A球搬運(yùn)到B球,電勢(shì)從高到低,從而形成閉合恒定的電流。,主題3:路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 問題:(1)如圖所示,對(duì)給定的電源,其E、r均為

5、定值,外電阻變化時(shí),電路中的電流如何變化? (2)外電阻變化時(shí),路端電壓如何變化? (3)在閉合電路中,當(dāng)外電阻等于零時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí),電流有多大? (4)一般情況下,電源內(nèi)阻很小,像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005 0.1 ,干電池的內(nèi)阻通常也不到1 ,所以短路時(shí)電流很大,很大的電流會(huì)造成什么后果? (5)當(dāng)外電阻很大時(shí),又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?,主題4:電源的U-I圖象 問題:(1)根據(jù)公式U=E-Ir,其中電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r均為恒定的物理量,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)判斷路端電壓U與電流I的圖象關(guān)系,根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)作出U-I圖象,圖象會(huì)是怎樣的? (2)從圖象可以看出路端電壓與電流的關(guān)系是什么

6、? (3)直線與縱軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么?直線的斜率表示什么?,主題4:(1)路端電壓U與電流I滿足一次函數(shù)關(guān)系,相當(dāng)于數(shù)學(xué)公式y(tǒng)=a+bx,路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線,如圖所示。 (2)U隨著I的增大而減小。 (3)直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)E,直線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。,1. (考查對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解)下列說法中正確的是()。 A.電源的電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)上就是電源兩極間的電壓 B.電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于兩極間的電壓 C.電源的電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同,但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別 D.電動(dòng)勢(shì)越大,電源兩極間的電壓一定越高,1.C【解析】電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的

7、能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量,而電壓是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,電動(dòng)勢(shì)與電壓有著本質(zhì)的區(qū)別,所以A選項(xiàng)錯(cuò),C選項(xiàng)對(duì)。當(dāng)電源開路時(shí),兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動(dòng)勢(shì),但在閉合電路中,電源兩極間的電壓(路端電壓)隨外電阻的增大而增大,隨外電阻的減小而減小,當(dāng)電源短路時(shí),R外=0,這時(shí)路端電壓為零,所以B、D選項(xiàng)錯(cuò)。 【點(diǎn)評(píng)】電動(dòng)勢(shì)與電壓概念不同,物理意義也不同,不能說電動(dòng)勢(shì)就是電壓。,2.(考查路端電壓與負(fù)載的關(guān)系)電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,向可變電阻R供電。關(guān)于路端電壓,下列說法中正確的是()。 A.路端電壓是一個(gè)恒量,它不會(huì)隨外電路電阻變化 B.因?yàn)閁=IR,所以當(dāng)R增大時(shí),路端電壓也增大 C

8、.因?yàn)閁=IR,所以當(dāng)I增大時(shí),路端電壓也增大 D.因?yàn)閁=E-Ir,所以當(dāng)I增大時(shí),路端電壓減小 【解析】路端電壓隨外電阻的變大而變大,B、C項(xiàng)中忽視了在閉合電路中電流I與外電阻R存在相互影響。故只有選項(xiàng)D正確。 【答案】D 【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于路端電壓與電流的關(guān)系,也可以作出其U-I圖線,能更直觀地判斷它們的關(guān)系。,3. (考查閉合電路歐姆定律)2005年10月12日9時(shí)0分0秒,“神舟”六號(hào)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。我國(guó)開始了多人多天的載人航天活動(dòng),標(biāo)志著我國(guó)成為名副其實(shí)的航天大國(guó)。相信大家一定對(duì)“神舟”六號(hào)展開的兩對(duì)太陽(yáng)能電池板的優(yōu)美姿態(tài)仍記憶猶新。假設(shè)其中一太陽(yáng)能電池板的開路電壓為800 mV

9、,短路電流為40 mA,則將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路時(shí),它的路端電壓是()。 A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V,【解析】由題意知,電池板的電動(dòng)勢(shì)E=800 mV,內(nèi)阻r=E/I=20 ,由閉合電路歐姆定律可知,若將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是0.40 V,選項(xiàng)D正確。 【答案】D 【點(diǎn)評(píng)】電動(dòng)勢(shì)等于外電壓和內(nèi)電壓之和,當(dāng)外電路開路時(shí),內(nèi)電壓為零,開路電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。,4. (考查動(dòng)態(tài)電路分析)在如圖所示的電路中,R1、R2為固定電阻,R3為可變電阻,電流表和電壓表都是理想電表,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。當(dāng)R3的滑動(dòng)觸片由b點(diǎn)向a點(diǎn)移動(dòng)時(shí)()。 A.電壓表的示數(shù)變大B.電壓表的示數(shù)變小 C.電流表的示數(shù)變大D.電流表的示數(shù)變小,【解析】由題意知,當(dāng)R3的滑動(dòng)觸片由b點(diǎn)向a點(diǎn)移動(dòng)時(shí)R3變小,外電阻變小,總電阻變小,干路電流增大,電流表示數(shù)增大;干路電流增大,內(nèi)電壓增