1、第二章直流电路第4节 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律课标解读 1.理解电源的电动势及内阻的含义.2.理解闭合电路欧姆定律，理解内、外电路的电势降落.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算01 课前 自主梳理02 课堂 合作探究03 核心 素养提升04 课后 巩固提升课时作业一、电源电动势和内阻1电源将其他形式的能转化为_的装置2电动势(1)大小：数值上等于不接入电路时电源两极间的_(2)符号：E，单位为_，用_表示电能电势差伏特V(3)几种电池的电动势干电池铅蓄电池硅光电池银锌蓄电池1.5 V2.0 V约0.5 V约1.5 V3.电源的内阻电源内部电路的
2、电阻判断(1)电动势就是电势差，两者没有区别()(2)所有电池的电动势都是1.5伏特()(3)1号、5号与7号干电池的体积不同，但它们将其他能转化为电能的本领相同()答案：(1)(2)(3)二、闭合电路欧姆定律1闭合电路组成(2)电阻外电阻：外电路电阻.内电阻：内电路电阻.(3)电压内电压U：内电阻r两端的电压，UIr.路端电压（外电压）U：外电路两端的电压，UIR.2闭合电路欧姆定律(1)内容：在外电路为_的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成_，跟内、外电路的_之和成反比(2)公式：I_(3)适用范围：纯电阻电路(4)常用公式变形：EUUUIr或UEIr.纯电阻正比电阻ERr3路端电压与
3、电流的关系U_，反映了路端电压随电流的变化关系用图像表示为如图所示(1)横轴上的截距表示_(2)纵轴上的截距表示_(3)斜率的绝对值表示_EIr短路电流电动势内阻4路端电压与R的关系(1)当外电阻R增大时，电流I减小，内电压Ir减小，路端电压_(2)当外电阻R减小时，电流I增大，内电压Ir增大，路端电压减小(3)外电路断开时，路端电压等于电源电动势电源两端短路时，R0，此时IEr 叫做_电流增大短路判断(1)电源一定时，负载电阻越大，电流越大()(2)电源发生短路时，电流为无穷大()(3)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势()答案：(1)(2)(3)要点一 对电动势的理解1对概念的理解
4、(1)在不同电源中，非静电力做功本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极时，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同(2)电动势E是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向(3)公式E Wq 是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同例如：蓄电池的电动势为2 V，表明在蓄电池内移送1 C的电荷量时，可以将2 J的化学能转化为电能2电动势和电压的区别与联系物理量比较内容电压U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式能的本领，表征电场的性质非静电力做功，其
5、他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质定义式UWq，W为电场力做的功EWq，W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压例1 下列说法中正确的是()A电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B电源的电动势在数值上等于两极间的电压C电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D电动势越大，电源两极间的电压一定越高思路点拨 从物理意义、定义两个方面来区分电动势和电压解析 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对；当电源断路时，两极间的电压在数值上等于电
6、源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外0，这时路端电压为零，所以B、D两项错答案 C(1)电动势和电压在数值上有时相等，但二者是不同的概念(2)当电路开路时，可以直接用电压表粗略地测出电源的电动势1有关电压与电动势的说法中正确的是()A电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B电动势就是电源两极间的电压C电动势公式EWq 中的W与电压UWq 中的W是一样的，都是电场力做的功D电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别解析：只有电路开路时，电动势才等于电源两极间的电压，公式EWq 与UWq
7、 中的W的意义不同，前者表示非静电力做的功，后者表示电场力做的功，电动势和电压的意义不同，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，而电压反映把电能转化成其他形式能的本领，综上所述，选项D正确答案：D2(多选)手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，小灯泡只能发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3 V，再把它们作为一个电子钟的电源，电子钟能正常工作下列说法正确的是()A这两节干电池的电动势减小了很多B这两节干电池的内电阻增加较大C这个电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D这个电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小解析：旧电池的电动
8、势几乎不变，但内阻增大许多，A错，B对；旧电池能使电子钟正常工作，只能是电子钟电阻较大，额定电流较小，故C错，D对答案：BD(1)电源的电动势反映了电源中非静电力做功本领的大小，等于非静电力在电源内部从负极向正极移送1 C正电荷所做的功，而电源向外提供的电能与电源的工作状态及通电时间有关(2)电源的电动势是电源本身的性质，与外电路工作情况无关要点二 对闭合电路欧姆定律的理解1闭合电路欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I ERr电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路EI(Rr)EU外Ir EU外U内 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和式适用于纯电阻电路；式普遍适用2.
9、路端电压U随电流I变化的图像(U-I关系图线)(1)U-I图像的函数表达式：UEIr.(2)U-I图像的特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示(3)推论外电路断路时：R，I0，由UEIr知EU，所以U-I图像纵轴上的截距表示电源的电动势E，即断路时，路端电压在数值上等于电源的电动势；外电路短路时：R0，由UIR知U0，所以U-I图像横轴上的截距表示电源的短路电流I短 Er，因此电源的内阻r EI短，即内阻等于U-I图像斜率的绝对值例2 如图所示，电源电动势E4.5 V，内阻r1，滑动变阻器总阻值R112，小灯泡电阻R212 不变，R32.5.当滑片P位于R1中点，S闭合时，灯
10、泡恰能正常发光，求：(1)流过小灯泡的电流；(2)S断开时，小灯泡能否正常发光？如果它正常发光，滑片P应如何移动？思路点拨 解答本题时应注意以下两点：(1)判断开关闭合和断开两种情况下电路的连接情况(2)灯泡正常发光时，流过灯泡的电流和灯泡两端的电压是固定的解析(1)RABR12 R2R12 R2R12 10，R外 RABR3R3RAB2，路端电压U1ErR外R外3 V，U灯 U1RABR12 R2R12 R21.2 V，I灯U灯R20.1 A.(2)S断开后，R外增大，路端电压增大，因此灯泡两端电压增大，小灯泡不能正常发光，要减小小灯泡的电压，滑片P应向下移动答案(1)0.1 A(2)不能正
11、常发光 向下移动解决闭合电路问题的一般步骤(1)分析电路特点：认清各元件之间的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量流过哪个用电器的电流；(2)应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流；(3)根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流1电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是()A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路的阻值变大，
12、导致整个电路的外电阻R外增大，由UER外rR外E1 rR外知路端电压即电压表的读数变大；而R1的分压UR1ER外r R1减小，故R2两端的电压UR2UUR1增大，再据IUR2R2 可得通过R2的电流即电流表的读数增大，所以A项正确答案：A2(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是()A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C电流表的读数变小，电压表的读数变大D电流表的读数变大，电压表的读数变小解析：滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值
13、变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，故电流表的读数变小，电压表的读数变大，通过小灯泡L2的电流变小，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，B、C正确答案：BC(1)在利用闭合电路欧姆定律进行求解时，正确判断外电路的连接情况是解题关键，而电流I是联系内、外电路的纽带，因此在解题过程中一般先根据电路连接特点求出电路的总电流I.(2)流过灯泡的电流可用I灯U灯R灯求解，也可用总电流与支路电流的关系求解闭合电路动态分析的思路1闭合电路动态分析的思路闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流发生变化，分析这类问题的基本思路
14、是：分清电路结构 局部电阻变化 总电阻变化 总电流变化 路端电压变化 各部分电压、电流变化2闭合电路动态分析的几种方法(1)程序法：基本思路是“部分整体部分”，即R局增大减小 R总增大减小 I总减小增大 U外增大减小 I局U局(2)结论法“串反并同”“串反”：指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大“并同”：指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(3)特殊值法与极限法：因
15、滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时讨论典例 在如图所示的电路中，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中a端移动时()AI变大，U变小 BI变大，U变大CI变小，U变大DI变小，U变小思路点拨 解答本题时可按以下思路分析：根据滑动触头的移动判断R4的变化 总电阻的变化 总电流和路端电压的变化 R2的电压和电流解析 当R4的滑动触头向图中a端移动时，R4接入电路的电阻变小，外电路的总电阻变小，总电流变大，路端电压变
16、小，即电压表的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，因此，R2两端电压变小，则电流表的读数I变小，故选D.答案 D闭合电路的动态分析是一类非常典型的题目，解决这类问题的关键是抓住电源的E、r不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，根据闭合电路欧姆定律公式IERr，以及EU外U内IRIr进行正确推理，从而判定路端电压U外和内电压U内的变化然后再应用串、并联电路的特点判断外电路的电流或某个电阻的变化情况，即应用“部分整体部分”这样的顺序分析素养提升练1阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭
17、合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.35D.23解析：由于电池的内阻可以忽略，所以路端电压UE不变当开关S断开且电流稳定时，等效电路如图甲所示，电容器C两端的电压与并联的电阻两端的电压相等，根据串、并联电路中电压的分配关系可知，电容器C两端的电压为 E5；闭合开关S，电流再次稳定后，等效电路如图乙所示，同理可知，C两端的电压为 E3；根据QUC，C不变，得Q1Q235，故选项C正确甲乙答案：C2如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端向下滑动时()A电压表读数先变大后变小，电流表读数变大B电压表读数先变小后变大，电流表读
18、数变小C电压表读数先变大后变小，电流表读数先变小后变大D电压表读数先变小后变大，电流表读数先变大后变小解析：由电路图知，在滑动触头P向下滑动的过程中，滑动变阻器的上、下两部分并联再与R串联，电压表测路端电压，电流表测流过滑动变阻器下部分的电流P从最上端向最下端滑动的过程中，外电阻先变大后变小，故总电阻先变大后变小，总电流先变小后变大，则路端电压先变大后变小，即电压表V的读数先变大后变小，B、D错误滑片P从最上端滑至中点的过程中，变阻器的总阻值增大，两端电压增大，下部分电阻减小，所以电流表A的读数变大；从中点滑至最下端的过程中，变阻器总电阻减小，两端电压减小，流经变阻器上部分的电流减小，而电路的
19、总电流增大，则电流表A读数变大，因此电流表A的读数一直变大，故A正确，C错误答案：A随堂训练1(多选)关于电源，下列说法中正确的是()A电源可将其他形式的能转化为电能B在电源内部其他形式的能转化为电能C在电源内部，电源依靠库仑力搬移电荷D电源就是产生电荷的装置解析：电源是将其他形式的能转化为电能的装置，A对；在电源内部依靠非静电力做功将其他形式能转化为电能，B对，C错；电源能够不断移动电荷，不能产生电荷，D错答案：AB2一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.10 V B0.20 VC0
20、.30 V D0.40 V解析：电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，所以电动势E800 mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短Er，所以电源内阻r EI短80040 20.该电源与20 的电阻器连成闭合电路时，电路中电流I ERr 8002020 mA20 mA，所以路端电压UIR400 mV0.40 V.答案：D3.在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡A、B、C均发光那么，当开关S闭合时，A、B、C三个灯泡的亮度变化情况是()AA亮度不变，B变亮，C变暗BA变暗，B变亮，C变暗CA变亮，B变暗，C变亮DA变暗，B变亮，C亮度不变解析：开关S闭合时，外电路总电阻减小，总电流I增大，路端电压U减小，通过灯泡A的电流减小，A变暗；通过灯泡B的电流增大，灯泡B两端的电压增大，B变亮；灯泡C两端的电压减小，C变暗，故A、C、D错误，B正确答案：B4.在如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内阻解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得UEIr，即E1.60.4r当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得UEIr，即E(1.60.1)(0.40.1)r由得E2 V，r1.答案：2 V 1 课时作业
