高二物理 第14章第6节 闭合电路欧姆定律课件

第六节闭合电路欧姆定律第六节闭合电路欧姆定律核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第六节第六节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.知道电源的电动势等于电源没有接知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压入电路时两极间的电压2知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和之和3理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题用来解决有关的电路问题4理解路端电压与电流理解路端电压与电流(或外电阻或外电阻)的关系，知道的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达的形式，并能用这种关系的公式表达和图线表达的形式，并能用来分析、计算有关问题来分析、计算有关问题5理解闭合电路的功率表达式，理解闭合电路中理解闭合电路的功率表达式，理解闭合电路中能量的转化能量的转化重点难点：重点难点：1.对电源电动势的概念的理解对电源电动势的概念的理解2对闭合电路欧姆定律的理解和应用对闭合电路欧姆定律的理解和应用3路端电压、电流、外电阻的关系路端电压、电流、外电阻的关系课前自主学案课前自主学案一、电动势一、电动势1电动势：等于电源没有接入电路时两极间的电动势：等于电源没有接入电路时两极间的_大小由电源本身的性质决定大小由电源本身的性质决定2单位：伏特单位：伏特(V)电压电压二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律 1闭合电路闭合电路 (1)内外电路内外电路 外电路：电源外部的电路外电路：电源外部的电路.在外电路上在外电路上 沿电流方向电势沿电流方向电势_.内电路：电源内部的电路内电路：电源内部的电路.在内电路上在内电路上 从负极到正极电势从负极到正极电势_. (2)内外电阻内外电阻 外电阻：外电路的电阻外电阻：外电路的电阻内电阻：电源内电路的电阻，简称内电阻：电源内电路的电阻，简称_. 降低降低升高升高内阻内阻(3)内外电压与电动势的关系：内外电压与电动势的关系：E_2闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势_，跟内、外电路的电阻之和，跟内、外电路的电阻之和_(2)公式：公式：I_或或E_.(3)适用范围：外电路为适用范围：外电路为_电路；外电路为电路；外电路为非纯电阻电路时电动势仍等于内外电压之和非纯电阻电路时电动势仍等于内外电压之和U内内U外外成正比成正比成反比成反比IRIr纯电阻纯电阻增大增大减小减小0E00四、路端电压与电流的关系四、路端电压与电流的关系如图如图1461所示，由图可知：直线的斜率的绝所示，由图可知：直线的斜率的绝对值表示对值表示_大小，直线与纵轴的交点的纵坐大小，直线与纵轴的交点的纵坐标表示电源标表示电源_大小大小当当r0(理想电源理想电源)时，路端电压不随电流的变化而时，路端电压不随电流的变化而变化变化内阻内阻电动势电动势图图1461EIUII2rUII2r核心要点突破核心要点突破一、电动势及其与电压的区别与联系一、电动势及其与电压的区别与联系1电动势的意义电动势的意义电源是把其他形式的能量转化为电能的装置，不电源是把其他形式的能量转化为电能的装置，不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领不同电动势就是表征电源这种本领大小的物理量，同电动势就是表征电源这种本领大小的物理量，电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领越强本领越强2电动势的大小：由电源本身决定，与外电路无电动势的大小：由电源本身决定，与外电路无关，在数值上等于在电源内部把关，在数值上等于在电源内部把1 C正电荷从负极正电荷从负极移到正极非静电力做的功，即转化为电能的值移到正极非静电力做的功，即转化为电能的值3电动势与电压的区别电动势与电压的区别(1)物理含义：电压表示电阻或用电器两端的电势物理含义：电压表示电阻或用电器两端的电势差，是形成电场产生电流的原因，电动势表示电差，是形成电场产生电流的原因，电动势表示电源提供电能的本领，是电压产生的原因源提供电能的本领，是电压产生的原因(2)做功的实质：电压对应电场力做功，电动势对做功的实质：电压对应电场力做功，电动势对应非静电力做功应非静电力做功(3)能的转化：电压相关的能是把电能转化成其他能的转化：电压相关的能是把电能转化成其他形式的能；电动势相关的能是把其他形式的能转形式的能；电动势相关的能是把其他形式的能转化成电能化成电能特别提醒：特别提醒：(1)产生电动势的内电路也有电阻，即产生电动势的内电路也有电阻，即内电阻非静电力做功转化成的电能要有一部分内电阻非静电力做功转化成的电能要有一部分消耗在内阻上，剩余的部分才是向外电路输出消耗在内阻上，剩余的部分才是向外电路输出的的(2)电压表并联在电源两端，电压表测量的是路端电压表并联在电源两端，电压表测量的是路端电压，只有电压表视为理想仪表时，其示数才等电压，只有电压表视为理想仪表时，其示数才等于电源电动势于电源电动势二、闭合电路的动态分析二、闭合电路的动态分析抓住电源的电动势和内电阻不变，根据欧姆定律抓住电源的电动势和内电阻不变，根据欧姆定律及串、并联电路的性质来分析电路中某一电阻变及串、并联电路的性质来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化常化而引起的整个电路中各部分电学量的变化常见的方法有：见的方法有：(3)两个结论的统一：当一个电阻阻值增大，则流两个结论的统一：当一个电阻阻值增大，则流过该电阻的电流减小，另外该股电流流过的地方，过该电阻的电流减小，另外该股电流流过的地方，电流都减小，没流过的地方，电流都增大反之电流都减小，没流过的地方，电流都增大反之亦然亦然三、应用闭合电路欧姆定律的相关计算三、应用闭合电路欧姆定律的相关计算1首先要认清外电路上各元件的串并联关系必首先要认清外电路上各元件的串并联关系必要时，应进行电路转换，画出等效电路图要时，应进行电路转换，画出等效电路图图图1463课堂互动讲练课堂互动讲练 蓄电池的电动势为蓄电池的电动势为2 V，这表示，这表示( )A电路中每通过电路中每通过1 C的电荷量，电源把的电荷量，电源把2 J的化学的化学能转变为电能能转变为电能B蓄电池两极间的电压为蓄电池两极间的电压为2 VC蓄电池在蓄电池在1 s内将内将2 J的化学能转变为电能的化学能转变为电能D蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池电池(电动势为电动势为1.5 V)的大的大对电动势的理解对电动势的理解【解析解析】蓄电池是将化学能转化为电能的装置，蓄电池是将化学能转化为电能的装置，由电动势的物理意义知，电动势由电动势的物理意义知，电动势2 V表示在电源内表示在电源内部通过非静电力把部通过非静电力把1 C正电荷从负极板移动到正极正电荷从负极板移动到正极板时将板时将2 J的化学能转化为电能，的化学能转化为电能，A对当外电路对当外电路断路时两极间电压才等于电源电动势，断路时两极间电压才等于电源电动势，B错误电错误电动势的意义是对应单位电荷量而不是单位时间，动势的意义是对应单位电荷量而不是单位时间，C错误电动势大，把其他形式的能转化为电能错误电动势大，把其他形式的能转化为电能的本领就大，电动势的本领就大，电动势1.5 V表示电路中每通过表示电路中每通过1 C的电荷量，电源把的电荷量，电源把1.5 J的化学能转变为电能，的化学能转变为电能，D对对【答案答案】AD【点评点评】电动势是表示电源通过非静电力做功把电动势是表示电源通过非静电力做功把其他形式能量转化为电能本领大小的物理量，在其他形式能量转化为电能本领大小的物理量，在数值上等于把数值上等于把1 C正电荷从负极板移到正极板非静正电荷从负极板移到正极板非静电力所做的功电动势越大，说明转化电能的本电力所做的功电动势越大，说明转化电能的本领越强，但转化的电能不一定越多，因为转化电领越强，但转化的电能不一定越多，因为转化电能的多少还与电源搬运电荷的多少有关能的多少还与电源搬运电荷的多少有关变式训练变式训练1关于电动势关于电动势E的说法正确的是的说法正确的是( )A电动势电动势E的大小，与移送电荷量的大小，与移送电荷量q的大小成正的大小成正比比B电动势电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关和外电路均无关C电动势电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量能的本领的物理量D电动势电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同在本质上相同解析：解析：选选BC.电动势的大小由电源本身的性质决定，电动势的大小由电源本身的性质决定，与移送的电荷量与移送的电荷量q无关，故无关，故A错；电动势的大小与错；电动势的大小与外电路无关、与电源的体积也无关，例如不同体外电路无关、与电源的体积也无关，例如不同体积的干电池电动势相同，容量不同，故积的干电池电动势相同，容量不同，故B正确，电正确，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，故大小，故C正确；电动势、电压单位虽相同但含正确；电动势、电压单位虽相同但含义不同，故义不同，故D错误错误 (2011年高考北京卷年高考北京卷) 图图1464如图如图1464所示电路，电源内阻不可忽略开所示电路，电源内阻不可忽略开关关S闭合后，在变阻器闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程的滑动端向下滑动的过程中中( )A电压表与电流表的示数都减小电压表与电流表的示数都减小 B电压表与电流表的示数都增大电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大电压表的示数减小，电流表的示数增大全电路的动态分析全电路的动态分析【答案答案】A【点评点评】(1)电路的动态分析，是闭合电路欧姆定电路的动态分析，是闭合电路欧姆定律的具体应用之一一般先判断电阻的变化，在律的具体应用之一一般先判断电阻的变化，在闭合电路中，只要有一个电阻增大，则外电阻增闭合电路中，只要有一个电阻增大，则外电阻增大，外电压增大，干路中电流减小反之，外电大，外电压增大，干路中电流减小反之，外电压减小，干路电流增大再分析串联在干路中的压减小，干路电流增大再分析串联在干路中的各固定电路及变化电路的电压、电流情况各固定电路及变化电路的电压、电流情况(2)分析思路是由局部分析思路是由局部(引起变化的部分引起变化的部分)到整体，到整体，再到局部再到局部(需要得出结论的部分需要得出结论的部分)，注意干路中的，注意干路中的电流是连接内、外电路的桥梁电流是连接内、外电路的桥梁变式训练变式训练2(2011年高考海南卷年高考海南卷)如图如图1465E为内阻不能为内阻不能忽略的电池，忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，为定值电阻，S0、S为开为开关，关，V与与A分别为电压表和电流表初始时分别为电压表和电流表初始时S0与与S均闭合，现将均闭合，现将S断开，则断开，则( )AV的读数变大，的读数变大，A的读数变小的读数变小BV的读数变大，的读数变大，A的读数变大的读数变大CV的读数变小，的读数变小，A的读数变小的读数变小DV的读数变小，的读数变小，A的读数变大的读数变大 图图1465 如图如图1466所示电路中，所示电路中，R1R2R31 ，电压表内阻很大，当，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数断开时，电压表示数为为0.8 V，当，当S闭合时，电压表示数为闭合时，电压表示数为1 V，求电源，求电源电动势和内电阻电动势和内电阻应用闭合电路欧姆定律的计算应用闭合电路欧姆定律的计算图图1466【答案答案】2 V 0.5 【点评点评】应用闭合电路欧姆定律解决全电路问题，应用闭合电路欧姆定律解决全电路问题，首先要分析清楚电路图，明确用电器间的串并联首先要分析清楚电路图，明确用电器间的串并联关系，再根据不同情况分别列出闭合电路欧姆定关系，再根据不同情况分别列出闭合电路欧姆定律表达式，联立方程组求解律表达式，联立方程组求解变式训练变式训练3图图1467如图如图1467所示的电路中，当所示的电路中，当S闭合时，电压闭合时，电压表和电流表的示数分别为表和电流表的示数分别为1.6 V和和0.4 A；当；当S断开断开时，它们的示数分别改变时，它们的示数分别改变0.1 V和和0.1 A，求电源，求电源的电动势和内电阻的电动势和内电阻解析：解析：法一：当法一：当S闭合时，闭合时，R1、R2并联接入电路，并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得：U1EI1r，即，即E1.60.4r；当；当S断开时，只有断开时，只有R1接入电路，外电阻增大，接入电路，外电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，因此干路电流减小，路端电压增大，因此U2U10.1 V，I2I10.1 A，由闭合电路欧姆定律得，由闭合电路欧姆定律得U2EI2r，即，即E(1.60.1)(0.40.1)r，联立解得，联立解得E2 V，r1 .答案：答案：2 V 1 把把E3 V、r0.5 的电源与的电源与R1 的电的电阻及一最大阻值为阻及一最大阻值为10 的滑动变阻器的滑动变阻器R连成一连成一闭合电路，如图闭合电路，如图1468所示所示(1)当当R为何值时，为何值时，R消耗的功率最大，最大功消耗的功率最大，最大功率为多少？率为多少？(2)如果该电源的内阻如果该电源的内阻r5 ，同样还是该闭合回，同样还是该闭合回路，当路，当R为多大时，电源有最大输出功率，最大为多大时，电源有最大输出功率，最大输出功率是多少？若输出功率是多少？若R的最大阻值为的最大阻值为2 ，情况，情况又如何？又如何？电路中功率的计算电路中功率的计算图图1468【答案答案】见解析见解析【点评点评】(1)如果外电路中含有非纯电阻元件，只如果外电路中含有非纯电阻元件，只能用能用PEI，P出出IU外外，来计算总功率和输出功，来计算总功率和输出功率率(2)要注意区别电源最大输出功率的条件与某定值要注意区别电源最大输出功率的条件与某定值电阻消耗功率最大的区别，电流最大，定值电阻电阻消耗功率最大的区别，电流最大，定值电阻消耗的功率最大电源的最大输出功率问题往往消耗的功率最大电源的最大输出功率问题往往要结合要结合PR图象分析，因此准确地记住电源输出图象分析，因此准确地记住电源输出功率与外电路电阻的关系图线即功率与外电路电阻的关系图线即PR图象是解决图象是解决此类问题的关键此类问题的关键(3)讨论某一可变电阻消耗最大功率时，可将除可讨论某一可变电阻消耗最大功率时，可将除可变电阻以外的外电阻和电源看做等效电源，转化变电阻以外的外电阻和电源看做等效电源，转化为讨论该等效电源的最大输出功率问题为讨论该等效电源的最大输出功率问题变式训练变式训练4图图1469(2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)电源的效率电源的效率定义为外电定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图1469所示，图中所示，图中U为路端电压，为路端电压，I为干路电流，为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为别为a、b.由图可知由图可知a、b的值分别为的值分别为( )