人教版物理（中職）類 4.4《全電路的歐姆定律》 導(dǎo)學(xué)案（無答案）

第4節(jié)《全電路的歐姆定律》課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單基礎(chǔ)層次（A層次）一、學(xué)習(xí)目標1、了解全電路。2、了解電源的電動勢。3、掌握全電路的歐姆定律，并能進行簡單的應(yīng)用。二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：全電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路，叫做電路。如圖所示，R是用電器，虛線框內(nèi)是電源。我們把，電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路，電源外部的電路稱為外電路。內(nèi)電路和外電路所組成的閉合電路稱為全電路。外電路和內(nèi)電路的交界處稱為電源的極，其中電勢高的極稱為正極，電勢低的極稱為負極。前面我們講過，外電路存在電阻，我們把它叫做外電阻。同樣，電源內(nèi)部的導(dǎo)體也存在電阻，我們把它叫內(nèi)電阻。任務(wù)二：電源的電動勢1、電源是一種把______________能轉(zhuǎn)化為_______能的裝置。2、不同的電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)一般不同，為了表示電源的這種本領(lǐng)的大小，我們引入了_________的概念。用字母E表示。E越大，表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強。3、電動勢就是初中我們學(xué)過的所謂電源的電壓，單位為V（伏）。4、電源的電動勢是由電源本身的結(jié)構(gòu)和特性決定的，與其他因素?zé)o關(guān)。不同的電源的電動勢不同。如：干電池為1.5V，鉛蓄電池為2.0V，鋰電池因電極材料不同，電動勢為3V或3.6V不等，鋅汞電池1.35V。另外還有太陽能電池等。任務(wù)三：全電路的歐姆定律1、電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和如圖所示，當閉合電路中的電流為I時，根據(jù)部分電路的歐姆定律，在外電路兩端的電壓（即電勢降落）為＝IR，我們稱之為外電壓。同樣，電流流經(jīng)內(nèi)電阻時，在內(nèi)電阻上也有電勢降落，，我們稱之為內(nèi)電壓。理論和實踐證明：電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。即2、全電路的歐姆定律分別將＝IR和代入到得即式中E為電源的電動勢，為電路中的總電阻。文字描述：_________________________________________________________________________。這個規(guī)律叫做全電路的歐姆定律。________________________________________叫做端電壓，常用______表示。例題：一節(jié)干電池的電源電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.1Ω，外接一只電阻為1.4Ω的小燈泡，求小燈泡兩端的實際電壓。解：根據(jù)全電路的歐姆定律得所以內(nèi)電壓由得即小燈泡兩端的實際電壓為1.4V。三、檢測反饋1、電池的內(nèi)電阻為0.2Ω，外電路上的電壓為1.8V，電路中的電流為0.2A，則電池的電動勢為_________V，外電路的電阻是_________Ω。2、電源的電動勢為3.0V，內(nèi)電阻為0.2Ω，外電阻為4.8Ω，則電路中的電流I＝_______A，內(nèi)電壓＝_______V，端電壓U＝_______V。3、下列有關(guān)電源電動勢的說法，錯誤的是（）A．電源的電動勢數(shù)值上等于不接用電器時電源正負兩極間的電壓B．電源的電動勢反映了電源將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小C．電源的電動勢就是電壓D．電源的電動勢等于電路中內(nèi)、外電壓之和4、許多人造衛(wèi)星都用太陽能電池供電，太陽能電池由許多片電池板組成，某電池板的開路電壓是600mV，短路電流是30mA，這塊電池板的內(nèi)電阻是().(A)60Ω(B)40Ω(C)20Ω(D)10Ω5、電源的電動勢為4.5V，內(nèi)電阻為0.50Ω，外電路接一個4.0Ω的電阻，這時電源兩端的電壓為().(A)5.0V(B)4.5V(C)4.0V(D)3.5V應(yīng)用層次（B層次）一、學(xué)習(xí)目標（在A層次的基礎(chǔ)上增加）1、能應(yīng)用能量守恒定律推導(dǎo)全電路的歐姆定律。2、掌握端電壓隨外電阻的變化關(guān)系。3、掌握常見測電源電動勢和內(nèi)阻的方法。二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：應(yīng)用能量守恒定律推導(dǎo)全電路的歐姆定律。如圖所示，當合上電鍵以后，整個電路中將實現(xiàn)兩個過程的能量轉(zhuǎn)化。1、電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。本過程是通過非靜電力做功完成的。由電動勢的定義E＝而由I＝得q=It所以，▲前面我們講過，功是能量轉(zhuǎn)化的量度非靜電力做了EIt的功，說明電源把EIt的其它能轉(zhuǎn)化為電能。2、內(nèi)、外電阻將電能轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能本過程是通過電流流經(jīng)內(nèi)、外電阻做功來完成的。根據(jù)焦耳定律通過外阻R產(chǎn)生的熱量通過內(nèi)阻Ri產(chǎn)生的熱量所以，電流轉(zhuǎn)化為熱能的總量為★根據(jù)能量守恒定律，這兩個過程的能量轉(zhuǎn)化量應(yīng)該相等即E＝IR+IRi即任務(wù)二：端電壓隨外電阻的變化關(guān)系由可知：結(jié)合（1）增大R，I減小，IRi減小，U增大（相當于串聯(lián)電路的分壓原理，Ri不變，R越大，分得的電壓越高）（2）當電路斷開時，R無窮大，電流等于零（無窮小），IRi＝0這時U＝E▲電壓表的電阻一般來說都很大，R>>Ri∴IR>>IRi即U>>IRi∴U≈E因此，直接用電壓表測電源兩端的電壓，可近似地認為是電源的電動勢。★故電動勢的大小等于沒有接入電路時兩極間的電壓。（3）短路時，R＝0，U＝IR＝0，即短路時端電壓為零，電源的電動勢全部加在內(nèi)阻上。E＝IRi因Ri很小，電流很大，，易燒壞電源。▲為了防止這類事故的發(fā)生，應(yīng)在電路里安裝保護裝置。任務(wù)三：測電源電動勢和內(nèi)阻的方法1、粗略測量法如圖所示，當電鍵斷開時，此時電壓表的讀數(shù)可粗略地認為是電源的電動勢。{因為此時電路中的電流為，電壓表兩端的電壓，又因為，所以，所以}例題：如上圖所示，電阻R的阻值為2.8Ω，當電鍵斷開時，電壓表的讀數(shù)為3.0V，當電鍵合上時，電壓表的讀數(shù)為2.8V，求電源的電動勢和內(nèi)阻。解：當電鍵斷開時，電壓表的讀數(shù)即為電源的電動勢，所以E＝3V。當電鍵合上后，根據(jù)部分電路的歐姆定律，電路中的電流由得所以電源的電動勢為3.0V，電源的內(nèi)阻為0.2Ω。2、通過兩個固定電阻和一只電流表測電源的電動勢例題：（課本P106例2）3、通過一只電流表、一只電壓表和一個滑動變阻器測電阻的電動勢例題：如圖所示的電路中，當變阻器的滑動觸頭在某一位置時，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為2V和2A；改變滑動觸頭的位置后，兩表的讀數(shù)分別變?yōu)?V和1.5A，求電源的電動勢和內(nèi)電阻。解：根據(jù)全電路歐姆定律得代入數(shù)據(jù)得解得三、檢測反饋1、如圖所示電路中，當K接a點時，通過負載R1的電流強度為2A，電源的輸出功率是10W，當K接b點時，通過負載R2的電流強度是1A，電源的輸出功率是5.5W，則該電源的電動勢等于___________V，內(nèi)阻等于__________Ω。2、若用E表示總電動勢，U表示外電壓，U’表示內(nèi)電壓，R表示外電路總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示總電流強度，考察下列各關(guān)系式：⑴U’=IR⑵U’=E－U⑶E=U+Ir⑷I=E/(R+r)⑸U=ER/(R+r)⑹U=E+Ir，上述關(guān)系式中成立的是：（）A、⑴⑵⑶⑷B、⑵⑶⑷⑸C、⑶⑷⑸⑹D、⑴⑶⑸⑹3、在閉合電路中，外電路電阻變大時（）A．端電壓減小B．電路中的電流增大C．電源內(nèi)部的電壓升高D．電源的內(nèi)、外電壓之和保持不變4、照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些，這是因為此時（）A．總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B．總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小C．總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線上損失電壓大D．干路電流一定，支路比深夜多，輸電線上損失電壓大拓展層次（C層次）一、學(xué)習(xí)目標（在A、B兩層次的基礎(chǔ)上增加）1、理解電源的電動勢。二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：電源的電動勢▲左圖是水流的回路，右圖是電流的回路。▲“人往高處走，水往低處流”，如果只在重力作用下，水總是從地勢高的A處流向地勢低的B處；“同性相斥，異性相吸”，如果只在電場力的作用下，導(dǎo)線中的電流總是從電勢高的A處流向電勢低的B處。▲為保證水輪機中源源不斷有水流供應(yīng)，我們必須安裝一個水泵，將流到B池里的水重新打到A池里；為保證用電器中源源不斷有電流供應(yīng)，我們必須安裝一個電源，將流到負極板的正電荷重新搬運到正極板上去?！髁鹘?jīng)水泵內(nèi)部是由低處流向高處的，肯定不是重力的作用，而是一個“非重力”克服重力做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為水的勢能。因此水泵是將其它形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能的裝置。電流流經(jīng)電源內(nèi)部是由負極板流向正極板的，肯定不是靜電力的作用，而是一個“非靜電力”克服靜電力做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。因此電源是一種把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。1、電動勢的定義：非靜電力將正電荷從電源負極經(jīng)內(nèi)電路移送到正極做的功跟被移送的電荷量q的比值，稱為電源的電動勢。用E表示。實際上，電動勢就是電源由于移動電荷在電極上能形成的電壓，也就是我們初中講的所謂電源的電壓。2、電動勢的單位初中時我們學(xué)過，電源電壓的單位是V（伏），也就是說電動勢的單位是V（伏）3、電源電動勢的大小與非靜電力所做的功和被移送的電荷量q無關(guān)。電動勢的定義方法是比值定義法，凡比值定義法被定義的物理量都與等式右邊的物理量無關(guān)。就像上面講的水泵的非重力對水所做的功，得，水泵能把水打多高，是由水泵本身的性能決定的，而不是由和決定的。同樣，電動勢的大小由電源本身的構(gòu)造和產(chǎn)電的機制決定的，與及q無關(guān)。不同的電源的電動勢不同。如：干電池為1.5V，鉛蓄電池為2.0V，鋰電池因電極材料不同，電動勢為3V或3.6V不等，鋅汞電池1.35V。另外還有太陽能電池等。4、電動勢的物理意義由得，表示搬運同樣的電荷，電動勢越大的電源，非靜電力做功越多。因此，電動勢是描述電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。三、檢測反饋1、為什么在晚上用電高峰期燈泡會較暗，而到了深夜燈泡會較亮？2、蓄電池的電動勢是2V，說明電池內(nèi)非靜電力每移動1C的電荷做功_____J，是______能轉(zhuǎn)化為_______能的過程。3、如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，外電路總電阻為R，當S閉合后，電源總功率為___________________，電源的輸出功率為___________________，外電路消耗的功率為_____________________，內(nèi)電路消耗的功率為___________________。4、某同學(xué)用電流表和電壓表等儀器測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，實驗中分別測量了新舊電池各一節(jié)，根據(jù)測量結(jié)果分別作出新、舊電池的U―I圖像如圖甲和圖乙所示．則圖_________