1、高考资源网() 您身边的高考专家2.7 闭合电路的欧姆定律 学案(人教版选修3-1)一、闭合电路的欧姆定律1闭合电路:只有用导线把电源、用电器连成一个_电路,电路中才有电流用电器、导线组成_,电源内部是_在外电路中,正电荷在恒定电场的作用下由_移向_;在电源内部,非静电力把正电荷从_移到_电路中_定向移动的方向就是电流的方向在外电路中沿电流方向_降低2能量转化和守恒:在闭合电路中,非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和3闭合电路的欧姆定律:(1)内容:闭合电路的电流跟电源的_成正比,跟内、外电路的_之和成反比 .(2)公式表示:I;EI(Rr);EU外U内(3)适用条件:两式
2、适用于_电路,式适用于一切电路二、路端电压与负载的关系1路端电压:就是_,也可以理解为电源两极间的电压2负载:电路中,消耗电能的元件常常称为负载负载变化时,电路中的电流就会变化,路端电压也随之变化3路端电压随负载的变化:UEIr,或UEr.(1)当R增大时,U_;(2)R减小时,U_;(3)当r0时,U不随_的变化而变化,这种电源称为理想电源;(4)当R0时,这种情况叫_,I,由于电源内阻一般很小,故电路中的电流会很大,会导致烧毁电源甚至引起火灾,绝对不允许将电源正负极用导线直接连在一起;(5)当R时,这种情况叫_,此时路端电压等于_.一、闭合电路的欧姆定律问题情境用电压表分别测量新干电池和旧
3、干电池两极的电压(近似等于电动势),你有什么发现?若将新干电池和旧干电池分别对同一规格的小灯泡供电,灯泡的亮度有何不同?怎样解释这一现象? 1闭合电路由哪两部分组成?2推导:闭合电路的欧姆定律要点提炼1在外电路中,沿电流方向电势_2闭合电路的欧姆定律:问题延伸电源两端的电势差可以这样理解,把电源看做两部分,一部分是理想的电源,电动势为E,另一部分是电源的内电阻r,沿着电流的方向,经过理想电源电势就升高一个电动势E,经过内电阻电势就降低一个Ir,则电源两极间的电压为_二、路端电压与负载的关系问题情境大家几乎都注意过这种现象,傍晚是每一天的用电高峰时段,灯光较暗,而夜深人静时,若打开灯的话,灯光特
4、别亮;在家用电器使用中,如夏季打开空调后,你会发现灯泡会变暗,而关掉空调后灯泡又会马上亮起来,这是为什么呢?1什么是负载? 2试分析:当外电阻R增大时,路端电压如何变化?要点提炼1路端电压与外电阻的关系:当外电阻增大时,路端电压_;当外电阻减小时,路端电压_2路端电压与电流的关系图1对纯电阻电路有:UEIr,对给定的电源,电动势和内电阻为定值,所以路端电压与电流是线性关系,如图1所示,图象表达:U轴截距是_,I轴截距等于_,直线的斜率等于_3外电路断开时,路端电压等于_,外电路短路时,电路中的电流等于_(表达式).例1如图2所示的电路中,电阻R10 .当开关S断开时,电压表示数为6 V当开关S
5、闭合时,电压表示数为5.46 V,则电源的内阻为多少? 图2例2如图3所示是一个实验电路图当滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是()图3A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大听课记录:变式训练1在如图4所示的电路中,E为电源的电动势,r为电源内阻,R1、R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器当R2的滑动触头在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑动触头向b端移动,则三个电表示数变化情况是()图4AI1增大,I2不变,U增大BI1减小,I2增大,U减小CI1增大,I2减小,U增大DI1减小,I2不变,U减小
6、例3如图5所示,线段A为某电源的UI图线,线段B为某电阻R的UI图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,则:图5(1)电源的输出功率P出是多大?(2)电源内部损耗的电功率P内是多少? 变式训练2如图6所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流的关系图线,则()图6A路端电压都为U1时,它们的外电阻相等B电流都是I1时,两电源内电压相等C电路A的电动势大于电路B的电动势 D电路A中电源的内阻大于电路B中电源的内阻【即学即练】1一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 的负载后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为()AE2.4 V,r1 BE3 V,r2 CE2.4 V
7、,r2 DE3 V,r1 2. 如图7所示,电源电动势为E,内阻为r.当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是()图7A灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B灯多时各灯两端的电压较低C灯多时通过电源的电流较大D灯多时通过各灯的电流较大3. 如图8所示,A灯和B灯都未正常发光,当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时,两灯亮度的变化是()图8AA灯变亮,B灯变亮BA灯变暗,B灯变亮CA灯变暗,B灯变暗DA灯变亮,B灯变暗4如图9所示为某一电源的UI曲线,由图可知()图9A电源电动势为2 VB电源内电阻为 C电源短路时电流为6 AD电路路端电压为1 V时,电路中电流为5 A参考答案课前自主学习一、1.闭
8、合外电路内电路正极负极负极正极正电荷电势3(1)电动势电阻(3)纯电阻二、1.外电压3.(1)增大(2)减小(3)负载(4)短路(5)断路电源电动势核心知识探究一、问题情境1内电路和外电路2设电源的电动势为E,外电路电阻为R,内电路电阻为r,闭合电路的电流为I.在时间t内,外电路中电能转化成的内能为Q外I2Rt;内电路中电能转化成的内能为Q内I2rt;非静电力做的功为WEqEIt(在数值上等于电源转化的总电能)根据能量守恒定律,有WQ外Q内,所以EItI2RtI2rt,整理后得到EIRIr,即I.要点提炼1降低2闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比问题延伸 UEIr
9、.二、 问题情境 1电路中,消耗电能的元件常常称为负载2当外电阻R增大时,根据I可知,总电流I减小(E和r为定值);内电压Ir减小,根据U外EIr可知,路端电压U外增大要点提炼1增大减小2电动势短路电流内阻的相反数3电源电动势 解题方法探究例11 解析当S断开时,R外,EU外6 V;S闭合时,U外IR,I A0.546 A再由EU外Ir得r 1 例2A滑动触头由a端滑向b端的过程中,总电阻变小,D错误;干路电流变大,路端电压变小,A正确;内阻消耗的功率变大,C错误;定值电阻R3两端电压降低,电流表示数变小,B错误变式训练1BR2减小,R总减小,I增大,Ir增大,路端电压即U减小,I(rR3)增
10、大,R1、R2两端并联电压减小,I1减小,I2增大,B正确例3(1)4 W(2)2 W解析(1)根据题意,从图线A可读出E3 V,r 0.5 .从图线B可读出R1 .由电源E3 V,r0.5 与电阻R1 组成的闭合电路中,I A2 A,则P出I2R4 W.(2)P内I2r2 W.变式训练2ACD在路端电压与总电流的UI关系图线中,图线在U轴上的截距表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,可见EAEB,rArB.图中两直线的交点坐标为(I1,U1),由R可知,路端电压都为U1时,它们的外电阻相等由UIr可知,电流都是I1时,因r不等,两电源内电压不等所以选项A、C、D正确即学即练1B当外电
11、路断路时,I0,U外E3 V;接上8 负载时,I A0.3 A,则r 2 .2ABC由于灯泡并联在电路中,所以接入电路的灯泡越多,总电阻越小,电路的总电流越大,电源的内电压越大,路端电压越低,选项B、C正确;路端电压越低,流过每个灯的电流越小,各电灯越暗,选项A正确,选项D错误3A当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时,接入电路的有效电阻变大,R与灯A的并联电阻变大,闭合回路的总电阻变大,则总电流变小,由UEIr可知路端电压变大,灯B两端电压变大,则灯B变亮;由串联电路的分压关系可知灯A两端电压变大,则灯A也变亮因此选项A正确4AD由UI图知,电源的电动势E2 V,r| 0.2 .当U1 V时,I A5 A- 6 - 版权所有高考资源网