2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-1课件：第二章 第3讲 研究闭合电路

第二章电路 1.了解电源电动势的基本含义，了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.2.掌握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及公式的物理意义.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.目标定位 二、闭合电路的欧姆定律三、路端电压跟负载的关系对点检测 自查自纠栏目索引 一、电动势四、闭合电路的动态分析 1.定义：电动势在数值上等于 时电源正负两极间的 .通常用E来表示.2.单位： ，符号 .3.电源的作用：维持电路两端始终有一定的电势差，使电路中保持持续的电流. 答案 一、电动势n知识梳理不接用电器电压伏特V 例1关于电动势E的说法中正确的是()A.电动势E等于电源接入电路后两极间的电势差B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C.电动势E表征电源把其他形式的能转化为电势能的特性D.电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同n典例精析 解析答案返回解析电动势E表征电源将其他形式的能转化为电势能的特性，电动势的大小等于电源没有接入电路时，两极间的电势差，故A错误，B、C正确；电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故D错误. BC 总结提升 返回 总结提升电源实质上是把其他形式的能转化为电势能的装置.不同种类的电源，把电能转化为其他形式能的本领不同，电动势也不同. 1. 内、外电路： 的电路叫做内电路； 的电路叫做外电路. 的电阻称为外电阻， 的电阻即电源的电阻称为内电阻.2.特点：外电路中电流由电源 流向，沿电流方向电势；电源内部电流方向由 极到 极电势升高.3.闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的 成正比，跟_成反比. 答案 n知识梳理二、闭合电路的欧姆定律电源内部电源外部外电路内电路上电势高的一端电势低的一端降低负正电动势内、外电路的电阻之和 答案 (2)公式：I_或EIRIr或E_.(3)适用条件：、适用于外电路为 电路，适用于一切电路.U外U内纯电阻 答案 【深度思考】我们用电压表直接连接电源的两端，电压表的读数_(填“大于”、“小于”或“等于” )电源电动势.为什么？答案因为电源也有内阻，用电压表和电源正、负极相连时，相当于电源与电压表串联，电压表读数是路端电压，小于电源电动势. 小于 n典例精析 解析答案方法点拨 例2在图1所示的电路中，R19 ，R25 ，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V.求电源的电动势和内电阻.图1 方法点拨 解析当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I10.5 A，由闭合电路欧姆定律得：EI1(R2r)代入数据得：E0.5(5r)当a、b两点间接理想的电压表时，由闭合电路欧姆定律得：EI2(R2R1r)E0.2(14r)联立得：E3 V，r1 答案3 V1 方法点拨应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应认清各元件之间的串、并联关系，然后根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流.特别要注意电压表测量哪一部分电压，电流表测量哪个电路的电流. 针对训练如图2所示，电源电动势为6 V，内阻为1 ，R15 ，R210 ，滑动变阻器R3的阻值变化范围为010 ，求电路的总电流的取值范围. 解析答案返回图2 解析当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电路的总电流最大.当R3阻值为10 时，外电阻最大，电路的总电流最小.答案0.551 A 返回 1.路端电压： 的电压.2.路端电压的表达式：U .3.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时，电流I减小，路端电压 .(2)当外电阻R减小时，电流I增大，路端电压 .(3)两个特例：外电路断开时，R ，I ，U ，据此特点可测电源电动势.外电路短路时，R0，I_，U ，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接的原因. 答案 三、路端电压跟负载的关系n知识梳理外电路两端EIr增大减小0 E0 4.外电压U与电流I的关系由UEIr可知，UI图象是一条斜向下的直线，如图3所示. 答案 图3(1)图象中U轴截距E表示电源的.(2)I轴截距I0等于 .(3)图线斜率的绝对值表示电源的 ，即 | |.注意：若纵坐标上的取值不是从零开始，则横坐标截距不表示短路电流，但斜率的绝对值仍然等于内阻.电动势短路电流内阻r 例3如图4所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是()n典例精析 解析答案图4返回 A.电动势E1E2，短路电流I1I2B.电动势E1E2，内阻r1r2C.电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 解析由题图可知两电源的UI图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确.又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误.由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确.答案AD 返回 四、闭合电路的动态分析例4在如图5所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时()n典例精析 解析答案图5 A.电压表示数变大，电流表示数变小B.电压表示数变小，电流表示数变大C.电压表示数变大，电流表示数变大D.电压表示数变小，电流表示数变小 方法总结返回 解析R3的滑动触头向下滑动，R3接入电路中的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R2、R4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R2、R4串联电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A.答案A 方法总结 方法总结 返回 1.(闭合电路欧姆定律的理解及应用)有两个相同的电阻，阻值为R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为 ，则该电源的内阻是() 解析答案 对点检测 自查自纠解得，r4R.C 答案 2.(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)()A.U随R的增大而减小B.当R0时，U0C.当电路断开时，I0，U0D.当R增大时，U也会增大BD 3.(电源的UI图象)(多选)如图6所示为某一电源的UI图象，由图可知() 解析答案 图6A.电源电动势为2 VB.电源内阻为 C.电源短路时电流为6 AD.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A解析由UI图象可知，电源电动势E2 V.AD 4.(闭合电路的动态分析)如图7所示的电路，闭合开关S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则() 解析答案图7 A.电流表的示数减小B.电压表的示数减小C.电阻R2两端的电压减小D.路端电压增大解析题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故R R总 I干 U内 U外 .R2两端电压U2I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小， 示数减小，A、C、D错误，B正确.B 返回