新教材人教版高中物理必修第三冊(cè) 12.2 第1課時(shí)　閉合電路的歐姆定律（導(dǎo)學(xué)案 解析版）

1、精品文檔 精心整理精品文檔 可編輯的精品文檔12-2 第1課時(shí)閉合電路的歐姆定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電源是提供電能的裝置，通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。2.理解電動(dòng)勢(shì)概念，知道公式中各物理量的含義和單位。3.了解外電路、內(nèi)電路，知道電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和.4. 通過閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程，體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用。理解內(nèi)、外電路的能量轉(zhuǎn)化。5.會(huì)分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系二、學(xué)習(xí)過程【問題探究】日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，如圖所示的干電池、手機(jī)電池，它們有的標(biāo)有“1.5 V”字樣，有的標(biāo)有“3.7 V”字樣如果把5 C的正電荷從1.5 V

2、干電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢(shì)能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把2 C的正電荷從3.7 V的手機(jī)電池的負(fù)極移到正極呢？是不是非靜電力做功越多電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大？如何描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)？【答案】把5 C的正電荷從1.5 V干電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢(shì)能增加了7.5 J，非靜電力做功7.5 J把2 C的正電荷從3.7 V手機(jī)電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢(shì)能增加了7.4 J，非靜電力做功7.4 J.不是非靜電力對(duì)電荷做功多少與電荷的數(shù)量有關(guān)若把相同數(shù)量的正電荷從電源的負(fù)極移到正極，做功越多，電荷獲得的電勢(shì)能越多，表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的

3、本領(lǐng)就越大可以用非靜電力做的功與電荷量的比值來反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)【知識(shí)點(diǎn)1】電動(dòng)勢(shì)1閉合電路：由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路。2電源(1)非靜電力的作用：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的過程中，非靜電力在做功，使電荷的電勢(shì)能增加。(2)電源概念：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。3電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義：表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的物理量。(2)定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢(shì)，用E表示，即Eeq f(W,q)。(3)單位：與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位相同，為伏特。(4)大小的決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無

4、關(guān)，對(duì)于常用的干電池來說，跟電池的體積無關(guān)。例題1、關(guān)于電源和電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）A在電源內(nèi)部非靜電力把正電荷從正極移動(dòng)到負(fù)極B對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大C電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量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)極向正極移送電荷量越多【答案】C【詳解】A在電源內(nèi)部非靜電力把正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BD對(duì)于給定的電源，非靜電力把單位正電荷從負(fù)極向正極移做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤；C電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量，選項(xiàng)C正確；例題2、鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，下列說

5、法錯(cuò)誤的是（）A電路中每通過1C電荷量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B鉛蓄電池?cái)嚅_時(shí)其兩極間的電壓為2VC鉛蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能D鉛蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）的大【答案】C【詳解】AC由電動(dòng)勢(shì)的定義式E=Wq可知，電源中每通過1C電量，非靜電力做功為2J，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽皇?s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能， C錯(cuò)誤A正確；B電源未接入電路時(shí)兩端間的電壓等于電動(dòng)勢(shì)，即2V，B正確；D電動(dòng)勢(shì)大，非靜電力做功的本領(lǐng)就大，即將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就大。蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）的大，D正確。

6、【問題探究】如圖為閉合電路的組成在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點(diǎn)電勢(shì)如何變化？若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I，在t時(shí)間內(nèi)非靜電力做功多少？?jī)?nèi)、外電路中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關(guān)系？閉合電路的電流I與電動(dòng)勢(shì)E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系怎樣？【答案】在外電路中沿電流方向電勢(shì)降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢(shì)升高EItI2rtI2RtEItI2RtI2rtEIRIr或Ieq f(E,Rr)【知識(shí)點(diǎn)2】閉合電路歐姆定律及其能量分析1閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化(1)時(shí)間t內(nèi)電源輸出的電能(等于非靜電力做功的大小)為WEqEIt.(2)在時(shí)間t內(nèi)，外電路轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為Q外I2Rt.內(nèi)電路轉(zhuǎn)化的內(nèi)

7、能為Q內(nèi)I2rt.(3)根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)有WQ外Q內(nèi)，即EItI2RtI2rt，進(jìn)一步得：Ieq f(E,Rr).2閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)表達(dá)式：Ieq f(E,Rr).(3)另一種表達(dá)形式：EU外U內(nèi)即：電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和例題3、在如圖所示的電路中，當(dāng)電阻箱接入電路的電阻時(shí)，電流表示的數(shù)；當(dāng)電阻箱接入電路的電阻時(shí)，電流表的示數(shù)。則當(dāng)電阻箱接入電路的電阻時(shí)，電流表的示數(shù)為（）A0.30A B0.40A C0.50A D0.60A【答案】C【詳解】根據(jù)閉合電路的歐姆定律得I1(R1

8、+r)=E，I2(R2+r)=E，I3(R3+r)=E解得I3=0.5A例題4、如圖所示電路中，已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1，電阻R=2。閉合開關(guān)S，則（1）流過電阻R的電流I為多少？（2）電阻R消耗的電功率是多少？【答案】（1）2A；（2）8W【詳解】（1）流過電阻R的電流I=ER+r=62+1A=2A（2）電阻R消耗的電功率P=I2R=222W=8W【問題探究】在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)電阻r1 ，試求當(dāng)外電阻分別是3 、4 、9 時(shí)所對(duì)應(yīng)的路端電壓通過數(shù)據(jù)計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出路端電壓U與干路電流I之間的關(guān)系式，并畫出UI圖像【答案

9、】外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大由EUU內(nèi)及U內(nèi)Ir 得UEIr，UI圖像如圖所示【知識(shí)點(diǎn)3】路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1路端電壓的表達(dá)式：UEIr。2路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由Ieq f(E,Rr)可知電流I增大，路端電壓UEIr減小。(2)當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由Ieq f(E,Rr)可知電流I減小，路端電壓UEIr增大。(3)兩種特殊情況斷路：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電流I為0，UE。即斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。短路：當(dāng)電源兩端短路時(shí)，外電阻R0，此時(shí)Ieq f(E,r)。例題5、某電源的UI圖線如圖所示，則下列結(jié)論正確的是（）A電

10、源的電動(dòng)勢(shì)為0.8VB電源的內(nèi)阻為12C電源的內(nèi)阻為1.6D電源的短路電流為0.5A【答案】C【詳解】A根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U = E - Ir由圖可知直線與y軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，即E = 6.0V，A錯(cuò)誤；BC由于縱軸的起點(diǎn)不是原點(diǎn)，電源內(nèi)阻為直線斜率的絕對(duì)值，即r = 6-5.20.5 = 1.6B錯(cuò)誤，C正確；D短路時(shí)U = 0，代入U(xiǎn) = - 1.6I + 6得I = 3.75A D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練：將三個(gè)不同的電源1、2、3的U-I圖線畫在同一坐標(biāo)軸上，如圖所示，其中1和2平行，它們的內(nèi)阻分別是r1、r2、r3，電動(dòng)勢(shì)分別是E1、E2、E3，則它們間的關(guān)系是（）Ar1=r2r3，E

11、1E2=E3Br1r2r3，E1=E2E3Cr1r2=r3，E1E2=E3Dr1=r2r3，E1=E2E3【答案】A【詳解】由閉合電路歐姆定律U=E-Ir 可知，圖線與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率表示內(nèi)阻，由圖可知r1=r2r3 E1E2=E3 A正確 12-2 第1課時(shí)閉合電路的歐姆定律 作業(yè)班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 一、選擇題1關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）A電源電動(dòng)勢(shì)的大小，等于非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極到正極所做的功的大小B電源的電動(dòng)勢(shì)越大，說明電源做功的本領(lǐng)就越強(qiáng)C電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓大小D電動(dòng)勢(shì)公式中W與電壓中的是一樣的，都是電場(chǎng)力做的功【答案】B【詳解】

12、A電源電動(dòng)勢(shì)的大小，等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極到正極所做的功的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源內(nèi)非靜電力做功的本領(lǐng)越強(qiáng)；故B正確；C電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路斷開時(shí)電源兩極間的電壓大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D電動(dòng)勢(shì)公式E=Wq中W與電壓U=Wq中的是不一樣的，前者是非靜電力做功，后者是電場(chǎng)力做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2如圖所示的電路中，開關(guān)閉合后，時(shí)間內(nèi)經(jīng)過點(diǎn)的電量為。下列說法錯(cuò)誤的是（）A斷開時(shí)，電源兩端的電壓為0B閉合后，時(shí)間內(nèi)經(jīng)過點(diǎn)的電量為C閉合后，時(shí)間內(nèi)非靜電力做的功為D閉合后，時(shí)間內(nèi)內(nèi)電路產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】A【詳解】AS斷開時(shí)，電源兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤

13、，符合題意；BS閉合后，時(shí)間t內(nèi)經(jīng)過B點(diǎn)的電量等于通過A點(diǎn)的電量，即為q，選項(xiàng)B正確，不符合題意；CS閉合后，時(shí)間t內(nèi)非靜電力將電量為q的電荷由電源的負(fù)極移向正極，則做的功為qE，選項(xiàng)C正確，不符合題意；DS閉合后，時(shí)間t內(nèi)內(nèi)電路產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=I2rt=(qt)2rt=rq2t 選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選A。3某手電筒和臺(tái)式液晶電子鐘都是使用一節(jié)干電池工作的。將新電池裝在手電筒中，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的使用，當(dāng)手電筒的小燈泡只能發(fā)出微弱的光而不能正常使用時(shí)，把電池取出來，用電壓表測(cè)其兩端電壓，電壓表示數(shù)略小于1.5V。把這節(jié)舊電池裝在電子鐘上卻能電子鐘正常工作。根據(jù)上述現(xiàn)象，可判斷下列說法正確的是

14、（）A舊電池的電動(dòng)勢(shì)比新電池的電動(dòng)勢(shì)小了許多B舊電池的內(nèi)阻比新電池的內(nèi)阻大很多C電子鐘的額定電壓一定比手電筒小燈泡的額定電壓小D電子鐘正常工作時(shí)的電流一定比手電筒正常工作時(shí)的電流大【答案】B【詳解】A一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該為1.5V，現(xiàn)在直接通過電壓表示數(shù)略小于1.5V，可知電動(dòng)勢(shì)幾乎不變，故A錯(cuò)誤；B一節(jié)干電池已經(jīng)用了較長(zhǎng)時(shí)間，使用時(shí)小燈泡只能發(fā)出很微弱的光，除電動(dòng)勢(shì)略降低之外，電池的內(nèi)阻增大，若比燈泡的電阻還大，則輸出電壓很小。故B正確；C由題意，手電筒和臺(tái)式電子鐘都是使用1節(jié)干電池工作的，所以它們的額定電壓是相等的。故C錯(cuò)誤；D臺(tái)式電子鐘能正常工作是由于它的內(nèi)阻比電池的內(nèi)阻大得多，所以輸

15、出電壓較高，從而能工作，所以臺(tái)式電子鐘正常工作時(shí)的電流一定比手電筒正常工作時(shí)的電流小，故D錯(cuò)誤；故選B。4如圖所示電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0V。閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)為0.60A。將電壓表和電流表視為理想電表，則電源的內(nèi)阻r為（）A0.50B1.0C1.5D2.0【答案】B【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律知U=E-Ir 代入數(shù)據(jù)有 2.4=3.0-0.60r 求得 r=1.0故選B。5如圖，兩節(jié)干電池內(nèi)阻不可忽略，通過控制電鍵使接入燈泡增多或減少時(shí)，以下說法正確的是（）A燈多時(shí)總的負(fù)載電阻較大B燈少時(shí)燈泡兩端電壓較小C燈多時(shí)通過電池的電流較大D燈少時(shí)電池的輸出功率較小【答案

16、】C【詳解】A圖示燈為并聯(lián)，燈多時(shí)，并聯(lián)支路增多，由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，總電阻減少，則電路中電流增大，故A錯(cuò)誤，C正確；B燈少時(shí)，電阻大，由閉合電路歐姆定律知，電流減少，電池內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，故B錯(cuò)誤；D當(dāng)外電阻與內(nèi)阻相等時(shí)電池的輸出功率才最大，當(dāng)燈少時(shí)，電阻大，由題無法判斷外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系，故電池的輸出功率無法判斷，故D錯(cuò)誤。故選C。6如圖所示為某一電源的UI圖線，由圖可知（）A電源電動(dòng)勢(shì)為2 VB電源內(nèi)電阻為C電源短路時(shí)電流為6 AD電路路端電壓為1 V時(shí)，電路中電流為2.5 A【答案】A【詳解】A根據(jù)UEIr 并結(jié)合圖象知，當(dāng)I0時(shí) E2 VA正確；B該UI圖線斜率的絕對(duì)

17、值表示電源內(nèi)電阻的大小r0.2 B錯(cuò)誤；C電源短路時(shí)電流I短=Er=20.2A=10A C錯(cuò)誤；D當(dāng)U1 V時(shí)IE-UrA5 A D錯(cuò)誤。故選A。7某同學(xué)在測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，分別測(cè)出了甲、乙兩電源的多組路端電壓和干路電流，并正確作出了相應(yīng)的圖像，如圖所示。設(shè)甲、乙兩電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為、和、，由圖可知（）A，B，C，D，【答案】A【詳解】在U-I圖像中，圖像與縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)，圖像斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)電阻，由此可知E甲E乙，r甲r乙故選A。8如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，定值電阻。開關(guān)S閉合后，理想電壓表的示數(shù)為（）ABCD【答案】C【詳解】電壓表測(cè)的是R1兩端的

18、電壓，由歐姆定律可知I=ER1+R2+r=E3r 則R1兩端的電壓為U=IR1=E3 ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。9如圖所示的電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表的讀數(shù)由6 V變?yōu)? V，電流表讀數(shù)的變化量為0.5 A，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10 B電流表的讀數(shù)變大了，電源的內(nèi)阻為20 C電流表的讀數(shù)變大了，電源的內(nèi)阻為2 D不知道電流表的具體讀數(shù)，無法計(jì)算電源的內(nèi)阻【答案】C【詳解】電壓表測(cè)量的是路端電壓，根據(jù)題目信息，電壓表讀數(shù)減小，則內(nèi)電壓增大，內(nèi)電壓U內(nèi)Ir電源的內(nèi)電阻不變，所以電路總電流增大，由閉合電路歐姆定律知，路端電壓的減少量等于內(nèi)電壓的增加量，所以

19、UIr代入數(shù)據(jù)得，電源的內(nèi)阻r2 C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。二、非選擇題10如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E =12V，內(nèi)電阻r =0.5，燈泡L標(biāo)有“6V，12W”的字樣。若燈泡恰能正常發(fā)光，求：(1)電路中的電流；(2)電阻R0的阻值；(3)電源的路端電壓?！敬鸢浮浚?）2A；（2）2.5；（3）11V【詳解】（1）各部分元件串聯(lián)，故電流相等，因?yàn)闊襞菡０l(fā)光所以I=PUL=126A=2A，RL=UL2P=3612A=3（2）由歐姆定律可得R總=EI=122=6則R0=R總-RL-r=6-3-0.5=2.5（3）由閉合電路歐姆定律得U外=E-Ir=12-20.5=11V11利用電動(dòng)機(jī)通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，電阻，重物質(zhì)量。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為。不計(jì)空氣阻力和摩擦，取。求：（1）流經(jīng)電源的電流I和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2（2）電動(dòng)機(jī)的