山東省新泰市汶城中學高中物理《閉合電路的歐姆定律》學案 新人教版選修3-1

1、山東省新泰市汶城中學高二物理閉合電路的歐姆定律學案 人教版選修3-1自主體驗一、閉合電路的歐姆定律1閉合電路：只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個_電路，電路中才有電流用電器、導(dǎo)線組成_，電源內(nèi)部是_在外電路中，正電荷在恒定電場的作用下由_移向_；在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從_移到_電路中_定向移動的方向就是電流的方向在外電路中沿電流方向_降低2能量轉(zhuǎn)化和守恒：在閉合電路中，非靜電力做的功等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和3閉合電路的歐姆定律：(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的_成正比，跟內(nèi)、外電路的_之和成反比 .(2)公式表示：I；EI(Rr)；EU外U內(nèi) (3)適用條件：兩式適用于

2、_電路，式適用于一切電路二、路端電壓與負載的關(guān)系1路端電壓：就是_，也可以理解為電源兩極間的電壓2負載：電路中，消耗電能的元件常常稱為負載負載變化時，電路中的電流就會變化，路端電壓也隨之變化3路端電壓隨負載的變化：UEIr，或UEr.(1)當R增大時，U_；(2)R減小時，U_；(3)當r0時，U不隨_的變化而變化，這種電源稱為理想電源；(4)當R0時，這種情況叫_，I，由于電源內(nèi)阻一般很小，故電路中的電流會很大，會導(dǎo)致燒毀電源甚至引起火災(zāi)，絕對不允許將電源正負極用導(dǎo)線直接連在一起；(5)當R時，這種情況叫_，此時路端電壓等于_.知識探究要點一 閉合電路歐姆定律的相關(guān)問題1閉合電路歐姆定律的推

3、導(dǎo)說明：(1)閉合電路的歐姆定律表達式：I.閉合電路的歐姆定律變形式：EIRIr或EU外Ir或U外EIr.EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路EU外Ir或U外EIr既適用于外電路為純電阻的閉合電路，也適用于外電路為非純電阻的閉合電路(2)用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外是指路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動勢，所以U外E.(3)當電源沒有接入電路時，因無電流通過內(nèi)電路，所以U內(nèi)0，故此時EU外，即電源電動勢等于電源沒有接入電路時的路端電壓這提供了測E的一種方法2路端電壓U外與外電阻R之間的關(guān)系：對一定電源、電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電路電阻的改變而改變，變化情況如何？ .

4、1.總結(jié)反思3路端電壓與電流的關(guān)系圖象(1)由UEIr可知，UI圖象是一條斜向下的直線，如圖273所示(2)縱軸的截距等于電源的電動勢E；橫軸的截距等于外電路短路時的電流I0 。(3)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻即rtan 越大，表明電源的內(nèi)阻越大要點三、內(nèi)外電路功率、電源輸出功率、電源效率怎樣區(qū)別？(1)各部分功率關(guān)系分析 ：由EItI2RtI2rt知，EII2RI2r其中EI為電源的總功率，I2r為電源內(nèi)耗功率，I2R為外電路消耗功率，也是電源的輸出功率(2)電源輸出功率特點：P出UII2RR，由此式可看出，當Rr時，P出有最大值，即Pm.由圖275可以看出當Rr時，輸出功率最大，P出.

5、當Rr時，若R增大，則P出減小除Rr外，圖象上總有兩點輸出功率P出相等，如圖中R1與R2，則由()2R1()2R2 整理得：R1R2r2.(3)電源的效率定義：輸出功率跟電路消耗的總功率的比值，即 .如果外電路為純電阻電路，則，所以外電路電阻越大，電源效率越高當電源輸出功率最大時，Rr，50%.典例剖析題型一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用【例1】 如圖276所示電動勢為2 V的電源跟一個阻值R9 的電阻接成閉合電路，測得電源兩端電壓為1.8 V，求電源的內(nèi)阻題型二 電路的動態(tài)分析【例2】如圖1所示的電路，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P向左移動，下列結(jié)論正確的是()A電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 B小

6、燈泡L變亮C電容器C上電荷量減小 D以上說法都不對拓展探究1：電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖2所示的電路，當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是()A電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大 .2.題型二 含源電路的功率和效率【例3】 如圖3所示電路中，定值電阻R2r(r為電源內(nèi)阻)，滑動變阻器的最大阻值為R1且R1R2r，在滑動變阻器的滑片P由左端a向右滑動的過程中，以下說法正確的是()A電源的輸出功率變小 BR2消耗的功率先變大后變小C滑動變阻器消耗的功率先變大

7、后變小 D以上說法都不對拓展探究2：如圖4所示，UI圖線上，a、b、c各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，b點，則下列說法中正確的是()A在b點時，電源有最大輸出功率B在b點時，電源的總功率最大C從a到b時，角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大D從b到c時，角增大，電源的總功率和輸出功率都將減小課堂訓練1將一個電動勢為3 V，內(nèi)阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，當有1 C的電荷通過電阻R時，在R上產(chǎn)生的熱量()A大于3 J B小于3 J C等于3 J D內(nèi)阻未知，無法確定2如圖所示，用兩節(jié)干電池點亮幾只小燈泡，當逐一閉合開關(guān)，接入燈泡增多時，以下說法正確的是()A燈少時各燈較亮，燈多時各燈

8、較暗B燈多時各燈兩端的電壓較低C燈多時通過電池的電流較大 D燈多時通過各燈的電流較大3一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA，若將該電池板與一阻值為20 的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V4如圖所示，A、B、C三只電燈均能發(fā)光，當把滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，三只電燈亮度的變化是()AA、B、C都變亮 BA、B變亮，C變暗CA、C變亮，B變暗 DA變亮，B、C變暗5.如圖所示，電源的電動勢E24 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R2 ，M為直流電動機，其電阻r1 ，電動機正常工作時，其兩端所接電壓表讀數(shù)為

9、UV21 V，求電動機轉(zhuǎn)變機械能的功率是多大？ 課后訓練1下列關(guān)于閉合電路的說法中，錯誤的是()A電源短路時，電源的內(nèi)電壓等于電動勢 B電源短路時，路端電壓為零C電源斷路時，路端電壓最大D電源的負載增加時，路端電壓也增大2某電池當外電路斷開時，路端電壓為3 V，接上8 的負載電阻后其路端電壓降為2.4 V，則可以判定該電池的電動勢E和內(nèi)阻r分別為()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 3.法國和德國兩名科學家先后獨立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng)，共同獲得2007年諾貝爾物理學獎所謂“巨磁電阻”效應(yīng)，是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在

10、巨大變化的現(xiàn)象，物理興趣小組的同學從“巨磁電阻”效應(yīng)聯(lián)想到一些應(yīng)用，他們的探究如下：為了兒童安全，布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針，可以先將玩具放置強磁場中，若其中有斷針，則斷針被磁化，用磁報警裝置可以檢測到斷針的存在圖5是磁報警裝置一部分電路示意圖，其中RB是利用“巨磁電阻”效應(yīng)而制作的磁敏傳感器，它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小， a、b接報警器，當傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時，電流表的電流I、ab兩端的電壓U將() .3.總結(jié)反思AI變大，U變大 BI變小，U變小CI變大，U變小 DI變小，U變大4.如圖6所示是研究內(nèi)、外電壓的實驗裝置，“”、“”是電池的兩極，A、B是位于兩極內(nèi)側(cè)的探針，電

11、壓表V、V分別接在電池的兩極和兩探針上，R是滑動變阻器，P是它的滑動觸頭，下述中錯誤的是()AP向右滑動時V的示數(shù)增大BP向右滑動時V的示數(shù)減小C電壓表V跟A端相連的接線柱應(yīng)是“”接線柱D電壓表V跟B端相連的接線柱應(yīng)是“”接線柱5如圖7所示，經(jīng)過精確校準的電壓表V1和V2，分別用來測量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時，讀數(shù)依次為12.7 V和12.3 V，則()Aa、b間的實際電壓略大于12.7 VBa、b間的實際電壓略小于12.3 VC電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻D電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻6如圖8所示，E為電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器當R2的滑動觸點在a端時合上開關(guān)S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是()AI1增大，I2不變，U增大 BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大 DI1減小，I2不變，U減小7如圖9所示電路中，電源電動勢恒定，要想使燈泡變暗，可以()A增大R1 B減小R1C增大R2 D減小R28如圖11所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A當S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1