物理人教版（浙江版）選修3-1課件第二章恒定電流7

第二章

恒定電流7閉合電路的歐姆定律知識內(nèi)容閉合電路的歐姆定律考試要求必考加試cd課時要求1.了解內(nèi)電路、外電路，知道電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和.2.掌握閉合電路歐姆定律并會進行有關計算.3.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究1一、閉合電路的歐姆定律導學探究如圖1為閉合電路的組成．(1)在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點電勢如何變化？圖1答案在外電路中沿電流方向電勢降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢升高.(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內(nèi)非靜電力做功多少？內(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系？答案EIt

I2rt

I2Rt

EIt＝I2Rt＋I2rt(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關系怎樣？答案E＝IR＋Ir或I＝1.內(nèi)、外電路中的電勢變化外電路中電流由電源

流向

，沿電流方向電勢

，內(nèi)電路中電流由電源

流向

，沿電流方向電勢

.2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如圖2所示，電路中電流為I，在時間t內(nèi)，__________

等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，即EIt＝

.正極負極正極知識梳理負極降低升高圖2非靜電力做的功I2Rt＋I2rt3.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勢成

，跟內(nèi)、外電路的

成反比.(2)公式：I＝

(適用于純電阻電路)(3)其他兩種表達形式E＝U外＋

(適用于任意電路)E＝IR＋

(適用于純電阻電路)正比電阻之和U內(nèi)Ir即學即用判斷下列說法的正誤.(1)電動勢越大，閉合電路的電流越大.(

)(2)電源電動勢和內(nèi)阻一定時，外電阻越大，電流越小.(

)(3)E＝U＋Ir適用于任何電路.(

)(4)某電源電動勢為10V，內(nèi)阻為2Ω，外接一線圈電阻為8Ω的電動機，則電路中的電流為1A.(

)√×√×二、路端電壓與負載的關系導學探究(1)在如圖3所示的電路中，電源的電動勢E＝10V，內(nèi)電阻r＝1Ω，試求當外電阻分別是3Ω、4Ω、7Ω時所對應的路端電壓.通過數(shù)據(jù)計算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？答案外電壓分別為7.5V、8V、8.75V.隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大.圖3(2)如圖4所示，以電路中的電流為橫軸，路端電壓為縱軸，建立路端電壓U與電流I的U－I圖象，圖線與縱軸的交點、與橫軸交點(縱坐標從零開始)、斜率的絕對值的物理意義各是什么？答案圖線與縱軸的交點表示電源的電動勢；圖線與橫軸的交點表示短路電流；圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，即r＝圖41.路端電壓與負載的關系(1)路端電壓的表達式：U＝

.(2)路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律①當外電阻R增大時，由I＝

可知電流I

，路端電壓U＝E－Ir

.②當外電阻R減小時，由I＝

可知電流I

，路端電壓U＝E－Ir

.③兩種特殊情況：當外電路斷開時，電流I變?yōu)?/p>

，U＝

.即斷路時的路端電壓等于

.當電源短路時，外電阻R＝0，此時I＝知識梳理E－Ir減小增大增大減小0E電源電動勢2.路端電壓與電流的關系圖象(如圖5)圖5(1)U軸截距表示

，縱坐標從零開始時，I軸截距等于

.(2)直線

等于電源的內(nèi)阻，即內(nèi)阻r＝

.電源電動勢短路電流斜率的絕對值即學即用判斷下列說法的正誤.(1)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大.(

)(2)電路斷開時，電路中的電流為零，路端電壓也為零.(

)(3)外電路短路時，電路中的電流無窮大.(

)(4)在U－I圖象中，無論縱坐標是否從零開始，I軸截距都等于短路電流.(

)×√××2題型探究一、閉合電路歐姆定律的應用閉合電路歐姆定律的幾種表達形式(1)電流形式：I＝

，說明電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻成反比.(2)電壓形式：E＝Ir＋IR或E＝U內(nèi)＋U外，表明電源電動勢在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和.(3)能量形式：qE＝qU外＋qU內(nèi)，是能量轉(zhuǎn)化本質(zhì)的顯現(xiàn).(4)功率形式：IE＝IU外＋IU內(nèi)或IE＝IU外＋I2r.說明：I＝

或E＝IR＋Ir只適用于外電路是純電阻的閉合電路；E＝U外＋U內(nèi)或U外＝E－Ir，既適合于外電路為純電阻的電路，也適合于非純電阻電路.例1在圖6所示的電路中，R1＝9Ω，R2＝5Ω，當a、b兩點間接理想的電流表時，其讀數(shù)為0.5A；當a、b兩點間接理想的電壓表時，其讀數(shù)為1.8V.求電源的電動勢和內(nèi)電阻.答案解析圖63V

1Ω當a、b兩點間接理想的電流表時，R1被短路，回路中的電流I1＝0.5A，由閉合電路歐姆定律得：E＝I1(R2＋r) ①當a、b兩點間接理想的電壓表時，回路中的電流I2＝

＝0.2A由閉合電路歐姆定律得：E＝I2(R2＋R1＋r) ②聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)，解得：E＝3V，r＝1Ω.規(guī)律總結(jié)解決閉合電路問題的一般步驟(1)分析電路特點：認清各元件之間的串并聯(lián)關系，特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓，電流表測量流過哪個用電器的電流；(2)應用閉合電路的歐姆定律求干路中的電流；(3)根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串并聯(lián)特點求出部分電路的電壓和電流.針對訓練1

一電池具有一定的內(nèi)阻，經(jīng)測量其斷路時的電壓為1V，如果用導線將其短路，經(jīng)測量電流為0.05A.如果將該電池與一定值電阻R串聯(lián)在一起，已知R＝20Ω，則電池的內(nèi)阻所分得的電壓為A.0.4V B.0.5VC.1V D.0.8V答案解析√二、U－I圖象的理解和應用例2

如圖7所示為某一電源的U－I圖線，由圖可知A.電源電動勢為2VB.電源內(nèi)電阻為C.電源短路時電流為6AD.電路路端電壓為1V時，電路中電流為4A圖7答案解析√在本題的U－I圖線中，縱軸截距表示電源電動勢，A正確；橫軸截距表示短路電流，C錯誤；圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻，則r＝

＝0.2Ω，B錯誤；當路端電壓為1V時，內(nèi)電阻分得的電壓U內(nèi)＝E－U外＝2V－1V＝1V，則電路中的電流I＝

＝5A，D錯誤.針對訓練2

如圖8所示，甲、乙為兩個獨立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過它們的電流I的關系圖線，下列說法中正確的是A.電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢B.電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻C.路端電壓都為U0時，電源甲的外電阻

大于電源乙的外電阻D.電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等答案解析√圖8圖線與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，由圖線可知，甲與U軸交點的坐標值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢，故A正確；圖線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻(電動勢與短路電流的比值)，圖線甲的斜率絕對值大于圖線乙的斜率絕對值，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，故B錯誤；甲、乙兩圖線的交點坐標為(I0，U0)，外電路是純電阻說明兩電源的外電阻相等，故C錯誤；電源的內(nèi)電壓等于通過電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)＝Ir，因為甲的內(nèi)阻比乙的內(nèi)阻大，所以當電流都為I0時，甲電源的內(nèi)電壓較大，故D錯誤.故選A.達標檢測3由于電壓表的示數(shù)為路端電壓，而U＝IR，則I＝

＝0.6A，由閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1)V＝3.6V.故選項B正確.1.某電路如圖9所示，已知電池組的總內(nèi)阻r＝1Ω，外電路電阻R＝5Ω，理想電壓表的示數(shù)U＝3.0V，則電池組的電動勢E等于A.3.0V B.3.6VC.4.0V D.4.2V答案√123解析圖92.將內(nèi)阻為0.5Ω的電池組與阻值為0.75Ω的電阻、標有“6V

7.2W”的小燈泡串聯(lián)，就可以使這個小燈泡正常發(fā)光，由此可知，所用電池組的電動勢是A.6V B.7.5VC.9V D.10.5V答案√1233.如圖10所示為閉合電路中兩個不同電源的U－I圖象，則下列說法中正確的是A.電動勢E1＝E2，短路電流I1>I2B.電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1>r2C.電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1>r2D.當工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較小答案解析√圖10123由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋Ir.當I＝0時電動勢E等于路端電壓U，即U－I圖線和U軸的交點就