2019-2020年高中物理 第二章 恒定電流 第7節(jié) 閉合電路歐姆定律導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 第二章 恒定電流 第7節(jié) 閉合電路歐姆定律導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
2019-2020年高中物理 第二章 恒定電流 第7節(jié) 閉合電路歐姆定律導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】(1)能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式,知道電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和;(2)理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道其公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來分析、計(jì)算【重點(diǎn)難點(diǎn)】推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論;路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。ERs【學(xué)習(xí)過程】一閉合電路1.閉合電路的結(jié)構(gòu):用導(dǎo)線把電源、用電器連成閉合電路.外電路: 內(nèi)電路: 2.閉合電路中的電流在內(nèi)、外電路中電流是怎樣的?在外電路中,電流方向由 流向 ,沿電流方向電 。在內(nèi)電路中,即在電源內(nèi)部,通過非靜電力做功使正電荷由 移到 ,所以電流方向?yàn)?流向 。內(nèi)電路與外電路中的電流強(qiáng)度 。3.閉合電路中的電勢(1)路端電壓是否總等于電動勢? BDACABCDR(2)路端電壓是否會隨外電路的改變而改變? 在電源(干電池)的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層,反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢低處移到電勢高處,在這兩個(gè)反應(yīng)層中,沿電流方向電勢 。在正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中有電流,沿電流方向電勢 . 閉合電路中的電勢(1)在外電路中,沿電流方向電勢 。(2)在內(nèi)電路中,一方面,存在內(nèi)阻,沿電流方向電勢 ;另一方面,沿電流方向存在電勢“躍升”。閉合電路中的電流I與哪些因素有關(guān)呢?1、 合上開關(guān),在時(shí)間t內(nèi),電路中有電流的同時(shí)伴隨能量的轉(zhuǎn)化,整個(gè)電路中電能轉(zhuǎn)化為什么能?各是多少?2、 電路中的電能又是什么能轉(zhuǎn)化來的?在電源內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的?3、 若外電路中的用電器都是純電阻R,在時(shí)間t內(nèi),外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?4、 內(nèi)電路也有電阻r,當(dāng)電流通過內(nèi)電路時(shí),也有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是多少?5、 電流流經(jīng)電源時(shí),在時(shí)間t內(nèi)非靜電力做多少功?6、 根據(jù)能量守恒 ,你又能得到什么結(jié)論?二 閉合電路歐姆定律1. 公式: 或 2.內(nèi)容: 3.對定律的說明:例1、 如圖所示電路,電源電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.12 ,外電路的電阻為1.38 ,求電路中的電流和路端電壓。例2、在如圖所示的電路中,R1=14.0,R2=9.0,當(dāng)開關(guān)S扳到位置1時(shí),電流表的示數(shù)為I1=0.20A;當(dāng)開關(guān)S扳到位置2時(shí),電流表的示數(shù)為I2=0.30A,求電源的電動勢和內(nèi)電阻.R1R2A12ErS如果沒有電流表,只有電壓表,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量電源的內(nèi)阻和電動勢?三路端電壓U與負(fù)載R的關(guān)系路端電壓U與外電阻R的關(guān)系式:特例:(1)電源內(nèi)阻為0式,I= , = (2)外電路斷路時(shí),電流,外電壓,內(nèi)電壓為多大?R時(shí),I= ,Ir= ,= (3)外電路短路時(shí),電流,外電壓,內(nèi)電壓為多大?R=0,I= (稱為短路電流),= 課堂訓(xùn)練1下面的說法正確的是:( )A 電源的電動勢等于電源沒有接入電路時(shí),兩極間的電壓,所以當(dāng)電源接入電路時(shí),電動勢將發(fā)生改變。B 閉合電路時(shí),并聯(lián)在電源兩端的電壓表的示數(shù)就是電源的電動勢C 電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的 大小的物理量D 在閉合電路中,電源的電動勢等于內(nèi),外電路上電壓之和。2、一電池外電路斷開時(shí)的路端電壓為3V,接上8的負(fù)載電阻后路端電壓降為2.4V,則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r為( ) AE=2.4V,r=1 BE=3V,r=2CE=2.4V, r=2 DE=3V, r=1【自我檢測】1. 關(guān)于閉合電路的性質(zhì),以下說法正確的是( )A. 電源短路時(shí),輸出電流無限大 B 電源斷路時(shí),路段電壓無限大C.外電路電阻越大,輸出電流越大 D 外電路電阻越大,路端電壓越大2. 若電源的電動勢和內(nèi)阻一定,則下面的說法正確的是( )A 外電路電阻增加一倍,路端電壓也增加一倍B 外電路短路時(shí),路端電壓等于電源電動勢C 路端電壓可能小于內(nèi)電壓D 用電壓表直接測量電源兩極得到的電壓的數(shù)值,實(shí)際上要略小于電源電動勢的準(zhǔn)確值3.若用E表示總電動勢,U表示外電壓,U/表示內(nèi)電壓,R表示外電路總電阻,r表示內(nèi)電阻,I表示總電流強(qiáng)度,考察下列各關(guān)系式U/=IR U /=E-U E=U+Ir I=E/(R+r) U=ER/(R+r) U=E+Ir上述關(guān)系式中成立的是( )A、B、C、D、4.一太陽能電池板的開路電壓為800mV,短路電流為40mA,則將該電池與一阻值為20的電阻器連成一閉合電路時(shí)它的路端電壓為( )A 0.10V B 0.20V C 0.30V D0.40V 5電源的電動勢和內(nèi)阻一定,在外電路的電阻逐漸減少的過程中( )A 電源的路端電壓一定逐漸減少 B 電源的輸出功率一定逐漸減小C 電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大 D 電源的供電效率一定逐漸變小6關(guān)于電源和電路的性質(zhì),下列說法正確的是( )A 電源短路時(shí),電路電流為無窮大 B電源短路時(shí),路端電壓為零,外電阻無窮大C 外電路斷路時(shí),路端電壓最大,外電阻為零 D外電路總電阻值增大,路端電壓也增大7.在圖所示的電路中,R2為定值電阻,R1為滑動變阻器,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左滑動時(shí)( )A 電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小 B電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大C 電流表和電壓表示數(shù)都變小 D 電流表和電壓表示數(shù)都變大8、如圖所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸點(diǎn)向下移動時(shí),各燈的亮度變化情況是:( )A A、B、C三燈都變亮 B A、B燈變亮,C燈變暗C A燈變亮, B、C燈變暗 D A、C燈變亮,B燈變暗9 如圖所示的電路中,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的讀數(shù)由6V變?yōu)?V,電流表讀數(shù)的變化量為0.5A,則下列說法中正確的是:( )A、 電流表的讀數(shù)變小了,電源的內(nèi)阻為10B、 電流表的讀數(shù)變大了,電源的內(nèi)阻為20C、 電流表的讀數(shù)變大了,電源的內(nèi)阻為2D、由于不知道電流表的具體讀數(shù),因此無法計(jì)算電源的內(nèi)阻10 在圖所示的電路中,R1=18,R2=10,當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電流表時(shí),其讀數(shù)為0.5A,當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電壓表時(shí),其讀數(shù)為3.6V,則該電源的電勢為 V,內(nèi)電阻為 。11有一電動勢為30V、內(nèi)電阻為1的電源,將它與一盞額定電壓為6V、額定功率為12W的小燈泡及一臺線圈電阻為2的電動機(jī)串聯(lián)成閉合電路,小燈泡恰好正常發(fā)光,求電動機(jī)的輸出功率。12如圖所示,電源的電動勢是6V,內(nèi)電阻是0.5,小電動機(jī)M的線圈電阻為0.5,限流電阻R0為3,若電壓表的示數(shù)為3V,試求:電源的功率和電源的輸出功率電動機(jī)消耗的功率和電動機(jī)輸出的機(jī)械功率【能力提升】1、在如圖所示的電路中,開關(guān)S閉合后,和未閉合開關(guān)S前相比較三個(gè)電表的讀數(shù)變化情況是:( )A V變大、A1變大、A2變小 B V變大、A1變小、A2變大C V變小、A1變大、A2變小 D V變小、A1變小、A2變大2、一個(gè)電源對外電路負(fù)載電阻R供電,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,要讓負(fù)載電阻R獲得盡可能大的電壓,R和r的大小關(guān)系為 ;要使R中的電流盡可能大,R和r的大小關(guān)系為 ;要使R消耗的功率盡可能大,R和r的大小關(guān)系為 。3、如圖所示電路,變阻器R1的最大值為4,此時(shí)它的有效電阻為2,定值電阻R26,電源內(nèi)阻r1。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電源消耗的總功率為16W,輸出功率為12W,這時(shí)燈正常發(fā)光。求:電燈的電阻;當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),要使燈仍能正常發(fā)光,R1的滑片應(yīng)當(dāng)移到什么位置?并求出此時(shí)電源的輸出功率和電源的效率? 4、如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R110,R2的阻值未知,R3是一個(gè)滑動變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖所示,其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器兩個(gè)不同的端點(diǎn)時(shí)分別得到的。求:電源的電動勢和內(nèi)電阻;定值電阻R2的阻值;滑動變阻器R3的最大值;上述過程中R1上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率。