魯科版選修31 閉合電路歐姆定律 第1課時(shí) 學(xué)案.doc

第1節(jié)閉合電路歐姆定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)(教師用書獨(dú)具)1知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，理解電動(dòng)勢(shì)的概念(難點(diǎn))2理解閉合電路歐姆定律，并能用來分析、解決閉合電路的有關(guān)問題(重點(diǎn))3了解路端電壓與外電阻的關(guān)系，學(xué)習(xí)用局部和整體的關(guān)系解決問題(難點(diǎn))4理解閉合電路的功率表達(dá)式，知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知知識(shí)梳理一、電動(dòng)勢(shì)1電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量(2)大小：在數(shù)值上等于電源沒有接入外電路時(shí)兩極間的電壓電動(dòng)勢(shì)符號(hào)為e，單位為伏特，單位符號(hào)為v.二、閉合電路歐姆定律1閉合電路(1)電路：一部分是電源外部的電路，稱為外電路；另一部分是電源內(nèi)部的電路，稱為內(nèi)電路(2)電壓：外電路兩端的電壓叫作外電壓，又叫路端電壓，用u外表示；內(nèi)電路兩端的電壓叫作內(nèi)電壓，用u內(nèi)表示(3)電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓的關(guān)系：在閉合電路中，內(nèi)、外電路電勢(shì)的降落等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即eu外u內(nèi)或eirir.(4)電流：在外電路中，電流由電勢(shì)高的一端流向電勢(shì)低的一端；在內(nèi)電路中，電流由電勢(shì)低的一端流向電勢(shì)高的一端2閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比(2)公式：i.(3)適用的條件為：外電路為純電阻電路三、路端電壓與外電阻的關(guān)系1路端電壓與電流的關(guān)系公式：ueir.2路端電壓與外電阻的關(guān)系：根據(jù)uirr可知，當(dāng)r增大時(shí)，路端電壓u增大，當(dāng)r減小時(shí)，路端電壓u減小3兩種特例(1)當(dāng)外電路斷路(如開關(guān)斷開)時(shí)，外電阻r為無窮大，i為零，ir也為零，可得ue，即外電路斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)的大小(2)當(dāng)外電路短路時(shí)，外電阻r0，此時(shí)電路中的電流最大，即im，路端電壓為零基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(1)電動(dòng)勢(shì)越大，電源轉(zhuǎn)化的電能就越多()提示電動(dòng)勢(shì)越大，電源將其它能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大(2)電動(dòng)勢(shì)越大，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大()(3)電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源兩極間的電壓()提示電動(dòng)勢(shì)大小等于電源未接入電路時(shí)兩極間電壓的大小(4)在閉合回路中電流總是從高電勢(shì)流向低電勢(shì)()提示電源內(nèi)部電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì)(5)在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)的大小等于外電壓與內(nèi)電壓之和()(6)閉合電路歐姆定律i的應(yīng)用是有條件的()(7)當(dāng)電源兩端短路時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)()提示短路時(shí)，路端電壓為零(8)電源斷路時(shí)，路端電壓無限大()提示斷路時(shí)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)(9)電源短路時(shí)，電流無限大()提示電源短路電流為i.2(多選)關(guān)于電動(dòng)勢(shì)下列說法正確的是()a在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電勢(shì)能增加b對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷的非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大c電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位正電荷做的功越多d電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多ac電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢(shì)能就增加，因此a正確電源電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于移送單位正電荷所做的功，不能說電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功越多，也不能說電動(dòng)勢(shì)越大，移送的電荷量越多，所以c正確，b、d錯(cuò)誤3用e表示電源電動(dòng)勢(shì)，u表示路端電壓，ur表示內(nèi)電壓，r表示外電路總電阻，r表示電源內(nèi)電阻，i表示干路電流，則下列各式中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242145】aurirbureucueir dub因?yàn)椴恢劳怆娐肥羌冸娮桦娐愤€是非純電阻電路，所以i不一定成立，但ureu一定成立，故d錯(cuò)誤，b正確；urir，a錯(cuò)誤；ueir，c錯(cuò)誤如圖所示的電路中，把r由2 變?yōu)? 時(shí)，電流大小減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為()a4 b8 c6 d2 d根據(jù)閉合電路歐姆定律得ei(rr)當(dāng)r2 時(shí)，ei(2 r)當(dāng)r6 時(shí)，ei(6 r)解得r2 ，故選項(xiàng)d正確合 作 探 究攻 重 難電動(dòng)勢(shì)的理解1對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解(1)電動(dòng)勢(shì)的物理意義：它反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，是電源的屬性，與電源的體積、外電路無關(guān)(2)電動(dòng)勢(shì)的粗略測(cè)量：e的數(shù)值等于沒有接入外電路時(shí)電源正負(fù)兩極間的電壓，可以用阻值較大的電壓表直接接在正、負(fù)極兩端粗略測(cè)量，其示數(shù)近似為電源電動(dòng)勢(shì)e.2電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)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(fù)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(chǎng)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：eu內(nèi)u外；電路斷開：eu外下面對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)概念的認(rèn)識(shí)正確的是()a電源電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓b在閉合電路中，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和c電源電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大d電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)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(dòng)勢(shì)等于電路開路時(shí)電源正、負(fù)極間的電壓，若電路閉合時(shí)由于存在內(nèi)電壓，此時(shí)電源兩極間的電壓小于電源電動(dòng)勢(shì)，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；電源電動(dòng)勢(shì)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，即在電路中通過一定電荷量時(shí)，電源提供的電能越多，電動(dòng)勢(shì)越大，并不是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動(dòng)勢(shì)越大，因?yàn)檗D(zhuǎn)化的能量除與電動(dòng)勢(shì)有關(guān)外，還與所經(jīng)歷的時(shí)間、用電情況有關(guān)，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差意義不同，電勢(shì)差是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)的物理量，故d項(xiàng)錯(cuò)誤理解電動(dòng)勢(shì)的“三點(diǎn)注意”(1)電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定，與外電路無關(guān)(2)電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，但有方向，物理學(xué)中規(guī)定方向?yàn)橛韶?fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，即電源內(nèi)部電流的方向(3)電源的內(nèi)部也有電阻(即內(nèi)電阻)，當(dāng)電流經(jīng)電源內(nèi)部時(shí)也有電壓降(即內(nèi)電壓)針對(duì)訓(xùn)練1下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242146】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)值上等于電源兩極間的電壓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c電動(dòng)勢(shì)與電壓有本質(zhì)的區(qū)別，二者單位相同，只有電源與外電路斷開時(shí)，電源兩極間的電壓在數(shù)值上才與電動(dòng)勢(shì)相等閉合電路的理解及應(yīng)用1.閉合電路的組成2閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式表達(dá)式物理意義適用條件i電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路總電阻成反比純電阻電路ei(rr)eu外ir eu外u內(nèi) 電源電動(dòng)勢(shì)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eiti2rti2rt ww外w內(nèi) 電源提供的總能量等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和式適用于純電阻電路；式普遍適用如圖411所示的電路中，當(dāng)s閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為1.6 v和0.4 a；當(dāng)s斷開時(shí)，它們的示數(shù)分別變?yōu)?.7 v和0.3 a，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻圖411思路點(diǎn)撥：解此題的關(guān)鍵是根據(jù)開關(guān)“閉合”“斷開”時(shí)的電路寫出閉合電路歐姆定律的表達(dá)式解析當(dāng)s閉合時(shí)，r1、r2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得eu1i1r當(dāng)s斷開時(shí)，只有r1接入電路，由閉合電路歐姆定律得eu2i2r代入數(shù)據(jù)解得e2 v，r1 .答案2 v1 閉合電路問題的求解方法(1)分析電路特點(diǎn)：認(rèn)清各元件之間的串、并聯(lián)關(guān)系，特別要注意電壓表測(cè)量哪一部分的電壓，電流表測(cè)量哪個(gè)用電器的電流(2)求干路中的電流：若各電阻值和電動(dòng)勢(shì)都已知，可用閉合電路歐姆定律直接求出，也可以利用各支路的電流之和來求解(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點(diǎn)求出部分電路的電壓和電流針對(duì)訓(xùn)練2在如圖412所示的電路中，當(dāng)開關(guān)s1斷開、開關(guān)s2閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)為3 v；當(dāng)開關(guān)s1、s2均閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)為1.8 v，已知電壓表為理想電壓表，外接電阻為r、電源內(nèi)阻為r.由以上數(shù)據(jù)可知為()圖412a.b.c. d.d當(dāng)開關(guān)s1斷開、開關(guān)s2閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即e3 v當(dāng)開關(guān)s1、s2均閉合時(shí)，u外1.8 v，所以u(píng)內(nèi)eu外1.2 v，因u外ir，u內(nèi)ir，所以rru外u內(nèi)1.81.232，故選項(xiàng)d正確路端電壓和負(fù)載的關(guān)系1.路端電壓和外電阻的關(guān)系(1)當(dāng)外電阻r增大時(shí)，根據(jù)i可知，總電流i減小，內(nèi)電壓ir減小，根據(jù)u外eir可知，路端電壓u外增大當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓u外e.(2)當(dāng)外電阻r減小時(shí)，總電流i增大，內(nèi)電壓ir增大，路端電壓u外減小外電路短路即r0時(shí)，電路中的電流i，u外0.2外電壓u與電流i的關(guān)系由ueir可知，ui圖象是一條斜向下的直線，如圖413所示圖413(1)圖象中u軸截距e表示電動(dòng)勢(shì)(2)i軸截距i0等于短路電流(3)圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，即r.注：圖象的縱坐標(biāo)不從零開始時(shí)，圖線與縱軸的交點(diǎn)仍表示電源電動(dòng)勢(shì)e，但圖線與橫軸的交點(diǎn)不表示短路電流(多選)如圖414為某一電源的ui曲線，由圖可知()圖414a電源電動(dòng)勢(shì)為2 vb電源內(nèi)電阻為 c外電路短路時(shí)，電流為6 ad電路的路端電壓為1 v時(shí)，電流為5 a思路點(diǎn)撥：解此題關(guān)鍵是理解ui圖象中“截距”“斜率”的物理意義ad由ui圖線知，電源的電動(dòng)勢(shì)e2 v，a正確；r 0.2 ，b錯(cuò)誤；當(dāng)u1 v時(shí)，i a5 a，d正確；當(dāng)路端電壓為零時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流才是短路電流，由ui圖象知當(dāng)電流為6 a時(shí)，路端電壓為0.8 v，可見c錯(cuò)誤兩種ui圖象的區(qū)別甲乙(1)斜率k的物理意義不同斜率為任意兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差與對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)之差的比值，即k.圖甲中k表示被測(cè)電阻的阻值圖乙中k的絕對(duì)值大小表示電源的內(nèi)電阻(2)決定因素不同電阻的ui圖線由被測(cè)電阻決定，與電源無關(guān)電源的ui圖線由電源決定，與外電路無關(guān)針對(duì)訓(xùn)練3(多選)在閉合電路中，下列敘述正確的是()a閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比b當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓等于零c當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流等于d當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓也增大acd由公式i知a正確；當(dāng)外電路斷開時(shí)r，i0，由ueir知ue，故b錯(cuò)誤；當(dāng)外電路短路時(shí)，r0，i，c正確；由u知，當(dāng)r增大時(shí)，u增大，d正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1現(xiàn)代生活離不開電源，電子表、照相機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算器等電子產(chǎn)品，都需要配備各式各樣的電源關(guān)于電源，以下說法中正確的是()a電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差b電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能c只要電路中有電源，電路中就一定有電流d電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器，也需要外界提供能量b電源的作用是維持正、負(fù)極之間存在恒定的電勢(shì)差，這需要電源不斷地將其內(nèi)部的負(fù)電荷(電子)由正極搬運(yùn)到負(fù)極，故a錯(cuò)誤；從能量角度來看，電源在搬運(yùn)電荷的過程中，需要克服電場(chǎng)力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故b正確；電路中有電流不僅需要電源，還需要電路是閉合的，兩者缺一不可，故c錯(cuò)誤；電源是對(duì)電路提供能量的裝置，故d錯(cuò)誤2電動(dòng)勢(shì)為2 v的電池在電路上輸出1 a的電流，可以斷定()a內(nèi)、外電阻之差是2 b外電阻是2 c內(nèi)電阻是2 d內(nèi)、外電阻之和是2 d由閉合電路歐姆定律i可知d正確3有兩個(gè)相同的電阻r串聯(lián)起來接在電動(dòng)勢(shì)為e的電源上，電路中的電流為i；將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時(shí)流過電源的電流為，則電源的內(nèi)阻為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242147】ar bc4r dc由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)及閉合電路歐姆定律可得ei(2rr)，ei，解得r4r.4(多選)如圖415為某電源的伏安特性曲線，電源的電動(dòng)勢(shì)用e表示，電源的內(nèi)阻用r表示，短路電流用i0表示，則下列選項(xiàng)正確的是()圖415ae6.0 vbr12 ci00.5 ad若該電源與一阻值為18 的定值電阻相連接，則流過電源的電流為0.3 aad因該電源的ui圖象的縱軸坐標(biāo)并不是從零開始的，故縱軸上的截距雖為電源的電動(dòng)勢(shì)，即e6.0 v，但橫軸上的截距0.5 a并不是電源的短路電流，且內(nèi)阻應(yīng)按斜率的絕對(duì)值計(jì)算，即r 2 .由閉合電路歐姆定律可得，當(dāng)電流i0.3 a時(shí)，外電阻rr18 .故a、d正