2019_2020版高中物理第二章恒定電流7閉合電路的歐姆定律教案新人教版.docx

7閉合電路的歐姆定律學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.了解內(nèi)電路、外電路，知道電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓的關(guān)系.2.掌握閉合電路歐姆定律并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算科學(xué)思維：1.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力.2.會(huì)從公式和圖象兩個(gè)角度分析路端電壓U與電流I的關(guān)系，培養(yǎng)用圖象法表述和分析圖象問題的能力一、閉合電路的歐姆定律1閉合電路的組成(1)閉合電路是指由電源和用電器及導(dǎo)線組成的完整的電路圖1(2)內(nèi)電路：如圖1所示，電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，電源的電阻叫內(nèi)電阻(3)外電路：電源外部的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻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：I.(3)適用條件：外電路為純電阻電路二、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增大時(shí)，由I可知電流I減小，路端電壓UEIr增大(2)當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由I可知電流I增大，路端電壓UEIr減小(3)兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電流I變?yōu)?，UE.即斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)當(dāng)電源短路時(shí)，外電阻R0，此時(shí)I.1判斷下列說法的正誤(1)EUIr適用于任何電路()(2)某電源電動(dòng)勢(shì)為10 V，內(nèi)阻為2 ，外接一線圈電阻為8 的電動(dòng)機(jī)，則電路中的電流為1 A()(3)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大()(4)電路斷開時(shí)，電路中的電流為零，路端電壓也為零()(5)外電路短路時(shí)，電路中的電流無窮大()2.如圖2所示，電動(dòng)勢(shì)為2 V的電源跟一個(gè)阻值R9 的電阻接成閉合電路，理想電壓表測得電源兩端電壓為1.8 V，則電源的內(nèi)阻為_ .圖2答案1一、閉合電路的歐姆定律如圖為閉合電路的組成(1)在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點(diǎn)電勢(shì)如何變化？(2)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？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(guān)系？(3)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(1)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(2)EItI2rtI2RtEItI2RtI2rt(3)EIRIr或I1內(nèi)、外電路中的電勢(shì)變化如圖3所示，外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低，內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極流向正極，沿電流方向電勢(shì)升高圖32閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式(1)I、EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路(2)U外EIr，EU外U內(nèi)適用于任意的閉合電路例1(2018聊城市期末)如圖4所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，標(biāo)有“4 V,8 W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，通過電阻R的電流為1 A，這時(shí)電阻R兩端的電壓為5 V求：圖4(1)電阻R的阻值；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻答案(1)5 (2)6 V1 解析(1)當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，由歐姆定律得，電阻R的阻值為R 5 (2)當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，U14 V，I1 A2 A當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，U25 V，I21 A根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EU1I1r，EU2I2r聯(lián)立得：E6 V，r1 .學(xué)科素養(yǎng)用閉合電路歐姆定律分析電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻與負(fù)載的關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力，讓學(xué)生分析綜合能力、推理等“科學(xué)思維方法”內(nèi)化，讓物理規(guī)律在學(xué)生頭腦中得到了提煉和升華本題體現(xiàn)了“物理觀念”、“科學(xué)思維”這兩種學(xué)科素養(yǎng)針對(duì)訓(xùn)練1在圖5所示的電路中，R19 ，R25 ，當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電流表時(shí)，其讀數(shù)為0.5 A；當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電壓表時(shí)，其讀數(shù)為1.8 V求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻圖5答案3 V1 解析當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電流表時(shí)，R1被短路，回路中的電流I10.5 A，由閉合電路歐姆定律得：EI1(R2r)當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電壓表時(shí)，回路中的電流I2 A0.2 A由閉合電路歐姆定律得：EI2(R2R1r)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得：E3 V，r1 .二、路端電壓與電流、負(fù)載的關(guān)系1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？答案外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大2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圖象答案由EUU內(nèi)及U內(nèi)Ir得UEIr，UI圖象為1路端電壓與負(fù)載的關(guān)系：UEU內(nèi)Er，隨著外電阻增大，路端電壓增大；當(dāng)外電路開路時(shí)(外電阻無窮大)，路端電壓UE；這也提供了一種粗測電動(dòng)勢(shì)的方法，即用電壓表直接測電源電動(dòng)勢(shì)2路端電壓與電流的關(guān)系：UEIr.3電源的UI圖象：如圖6所示是一條傾斜的直線，圖象中U軸截距E表示電源電動(dòng)勢(shì)，I軸截距I0等于短路電流(縱、橫坐標(biāo)都從零開始)，斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻圖6例2(多選)如圖7所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是()圖7A電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0 VB電源的內(nèi)阻為12 C電源的短路電流為0.5 AD電流為0.3 A時(shí)的外電阻是18 答案AD解析因該電源的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電流I0.3 A時(shí)，外電阻Rr18 .故選A、D.針對(duì)訓(xùn)練2兩個(gè)電源的UI圖象如圖8所示，從圖象中可以看出()圖8A電池a的電動(dòng)勢(shì)較大，內(nèi)電阻較大B電池a的電動(dòng)勢(shì)較小，內(nèi)電阻較小C電池b的電動(dòng)勢(shì)較小，內(nèi)電阻較大D電池b的電動(dòng)勢(shì)較大，內(nèi)電阻較小答案A解析根據(jù)閉合電路歐姆定律知UEIr，故UI圖象中圖象與縱軸的交點(diǎn)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，由題圖可知，a的電動(dòng)勢(shì)較大，圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，a的斜率的絕對(duì)值較大，故a的內(nèi)阻較大，故A正確例3如圖9所示，電源的內(nèi)阻不能忽略，當(dāng)電路中點(diǎn)亮的電燈的數(shù)目增多時(shí)，下面說法正確的是()圖9A外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小B外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓不變C外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓不變D外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小答案D解析由題圖可知，電燈均為并聯(lián)；當(dāng)點(diǎn)亮的電燈數(shù)目增多時(shí)，并聯(lián)的支路增多，由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確1(路端電壓與負(fù)載的關(guān)系)(多選)對(duì)于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說法正確的是(I、U、R分別表示干路電流、路端電壓和外電阻)()AU隨R的增大而減小 B當(dāng)R0時(shí)，U0C當(dāng)電路斷開時(shí)，I0，U0 D當(dāng)R增大時(shí)，U也會(huì)增大答案BD2(電源的UI圖象的理解和應(yīng)用)(多選)如圖10所示為測電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)，依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中DC平行于橫坐標(biāo)軸，DE平行于縱坐標(biāo)軸，由圖可知，以下說法正確的是()圖10A比值表示外電路電阻B比值表示電源內(nèi)電阻C比值表示電源電動(dòng)勢(shì)D矩形OCDE的面積表示電源的輸出功率答案ABD解析由圖象可知，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓大小可以用DE表示，電路電流可以用OE表示，外電路電阻R，故A正確；AC段表示電源內(nèi)電壓，CD表示電路電流，電源內(nèi)阻r，故B正確；電源的電動(dòng)勢(shì)EU內(nèi)U外ACCOAO，故C錯(cuò)誤；電源的輸出功率PU外ICOOESOCDE，故D正確3(閉合電路歐姆定律的應(yīng)用)如圖11所示，電阻R18 ，R23 ，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，理想電流表示數(shù)為1 A；當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，理想電流表示數(shù)為2 A求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻圖11答案10 V2 解析開關(guān)S接通a時(shí)，EI1(R1r)開關(guān)S接通b時(shí)，EI2(R2r)代入數(shù)據(jù)：E1(8r)E2(3r)解得：E10 V，r2 .4(閉合電路歐姆定律的應(yīng)用)(2018煙臺(tái)市期末)如圖12所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)阻r0.6 ，電阻R13 ，電阻R24 ，電阻R36 .電壓表為理想電表，閉合開關(guān)S，求：圖12(1)通過電源的電流大小；(2)電源的內(nèi)電壓和電壓表的示數(shù)答案(1)0.25 A(2)0.15 V0.6 V解析(1)R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，則R2、R3并聯(lián)電阻R232.4 干路電流I0.25 A(2)電源的內(nèi)電壓UrIr0.15 V，電壓表的示數(shù)即為R1、R2的并聯(lián)電壓，UIR230.6 V一、選擇題考點(diǎn)一閉合電路歐姆定律的理解與應(yīng)用1(多選)純電阻電路中，若E表示電動(dòng)勢(shì)，U表示外電壓，U表示內(nèi)電壓，R表示外電路的總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示干路電流，則下列各式中正確的是()AUIR BUEUCUEIr DUE答案BD2.如圖1所示的電路中，把R由2 改為6 時(shí)，電流減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為()圖1A4 B8 C6 D2 答案D解析根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)，當(dāng)R2 時(shí)，EI(2 r)；當(dāng)R6 時(shí)，E(6 r)，解得r2 ，故選D.3.在如圖2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2A. B. C. D.答案D解析當(dāng)開關(guān)S1斷開、開關(guān)S2閉合時(shí)，電壓表的示數(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D.4(多選)如圖3所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E9 V、內(nèi)阻r3 ，R15 ，下列說法中正確的是()圖3A當(dāng)S斷開時(shí)，UAC9 VB當(dāng)S閉合時(shí)，UAC9 VC當(dāng)S閉合時(shí)，UAB7.5 V，UBC0D當(dāng)S斷開時(shí)，UAB0，UBC0答案AC解析當(dāng)S斷開時(shí)，UAC與UBC都等于電源電動(dòng)勢(shì)，A正確，D錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合時(shí)，UACUABR7.5 V，UBC0，B錯(cuò)誤，C正確5(多選)(2018張家口市期末)如圖4所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為3.2 V，電阻R的阻值為30 ，小燈泡L的額定電壓為3.0 V，額定功率為4.5 W當(dāng)開關(guān)S接位置1時(shí)，電壓表的讀數(shù)為3 V，下列說法正確的是()圖4A電源的內(nèi)電阻為4 B小燈泡的電阻為2 C當(dāng)開關(guān)S接到位置2時(shí)，小燈泡很暗D當(dāng)開關(guān)S接到位置2時(shí)，小燈泡兩端的電壓為3 V答案BC解析燈泡的額定電流IL A1.5 A，電阻RL 2 ，當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，通過電阻R的電流I A0.1 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律EUIr，代入得3.230.1r，可得r2 ，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，燈泡電流IL A0.8 A，小于燈泡的額定電流，實(shí)際功率小于其額定功率，則燈泡L不能正常發(fā)光，會(huì)很暗，此時(shí)燈泡兩端的電壓為ULILRL0.82 V1.6 V，故C正確，D錯(cuò)誤考點(diǎn)二路端電壓與負(fù)載的關(guān)系6(多選)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電關(guān)于路端電壓，下列說法中正確的是()A因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)不變，所以路端電壓也不變B當(dāng)R增大時(shí)，路端電壓也增大C當(dāng)干路電流I增大時(shí)，路端電壓也增大D因?yàn)閁EIr，所以當(dāng)I增大時(shí)，路端電壓減小答案BD7(2018北師大附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖5所示，M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)()圖5ARM變大，且R越大，U增大越明顯BRM變大，且R越小，U增大越明顯CRM變小，且R越大，U增大越明顯DRM變小，且R越小，U增大越明顯答案C考點(diǎn)三電源的UI圖象的理解與應(yīng)用8(多選)如圖6所示為某一電源的UI圖線，由圖可知()圖6A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5 A答案AD解析在UI圖線中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，A正確；橫軸截距表示短路電流，C錯(cuò)誤；圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)電阻，則r 0.2 ，B錯(cuò)誤；當(dāng)路端電壓為1 V時(shí)，內(nèi)電阻分得的電壓U內(nèi)EU外2 V1 V1 V，則電路中的電流I A5 A，D正確9.(多選)如圖7所示為閉合電路中兩個(gè)不同電源的UI圖象，則下列說法中正確的是()圖7A電動(dòng)勢(shì)E1E2，短路電流I1I2B電動(dòng)勢(shì)E1E2，內(nèi)阻r1r2C電動(dòng)勢(shì)E1E2，內(nèi)阻r1r2D當(dāng)工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大答案AD解析由閉合電路歐姆定律知EUIr.當(dāng)I0時(shí)UE，即UI圖線和U軸的交點(diǎn)就是電源電動(dòng)勢(shì)，兩電源的電動(dòng)勢(shì)相等當(dāng)U0時(shí)I，由題圖知，UI圖線和I軸的交點(diǎn)就是短路電流，則I1I2，A正確而r|，即圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知r1r2，B、C錯(cuò)誤當(dāng)工作電流變化量相同時(shí)，因?yàn)閞1r2，則電源2的路端電壓變化較大，D正確二、非選擇題10.(2018時(shí)楊中學(xué)高二上期中)如圖8所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)電阻r1.0 ，電阻R19.0 ，R215 ，理想電流表A的示數(shù)為0.4 A，求電阻R3的阻值和它消耗的電功率圖8答案30 1.2 W解析U2I2R26 V，由閉合電路歐姆定律，有EU2I(R1r)解得I0.6 AI3II20.2 A，R3，U3U2解得R330 ，P3I3U31.2 W.11.(2018哈師大附中期中)在如圖9所示的電路中，R12 ，R2R34 ，當(dāng)開關(guān)K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)開關(guān)K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4.5 V，試求：圖9(1)開關(guān)K接a時(shí)，通過電源的電流和電源兩端的電壓；(2)開關(guān)K接b時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(3)開