2019-2020年高中物理 第二章第七节闭合电路的欧姆定律导学案 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第二章第七节闭合电路的欧姆定律导学案 新人教版选修3-1【学习目标】 1. 知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2理解闭合电路的欧姆定律，并能熟练应用其解决有关的电路问题。【重难点】重点：推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。难点：路端电压与负载的关系【预习自学】1.内、外电路： 、导线组成外电路， 是内电路。在外电路中，沿电流方向电势 。2.物理情景：电源电动势为E，内电阻r，外电阻为R，当电键闭合后，电路电流为I。在t时间内外电路中电流做功产生的热为：Q外= 在t时间内内电路中电流做功产生的热为：Q内= 电池化学反应层在t时间内非静电力做的功W= 根据能量守恒定律可得: .闭合电路的欧姆定律： 内容： 数学表达式： 适用条件： 其它表示形式： ，各量的物理意义： 。3.电动势和电压：断路时的路端电压 电源电动势；闭合电路中，电动势等于 电势降落之和。【合作探究】问题1. 问题:对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，路端电压U如何变化？2. 用课本61页图2.7-3探讨路端电压随外电阻变化的规律。实验结论： 。用闭合电路的欧姆定律如何解释？ 。 讨论两种情况：a：断路的特征： 。 b：短路的特征： 。一、 闭合电路欧姆定律 1.表达式 适用于外电路为纯电阻的闭合回路 2. 说明：a. 是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压.b. 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压.二、路端电压跟负载的关系 1.路端电压R增大，电流减小，路端电压增大； R减小，电流增大，路端电压减小 、两个特例 a.外电路断路时 R， I=0， U内=0， U外= b.外电路短路时 R0， I=/r， U内=， U=0 三、UI 关系图象：由 U是I 的一次函 图象的物理意义 在纵轴上的截距表示电源的电动势E 在横轴上的截距表示电源的短路电流 图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害 四、闭合电路中的功率1电源提供的功率（电源功率） 2电源的输出功率（外电路得到的功率） 3电源内阻上的热功率 4闭合电路中的能量转化电源提供电能=外电路消耗的能量+内电路消耗的电能5电源的工作效率对纯电阻电路,电源的效率为:结论：电源的效率随外电阻的增大而增大求证：电源的功率最大时，其效率只有50。【实例分析】 【例1】在如图所示的电路中，R1=10 ，R2=20 ，滑动变阻器R的阻值为050 ，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。【例2】如图所示电路中，R1=0.8，R3=6，滑动变阻器的全值电阻R2=12 ，电源电动势E=6 V，内阻r=0.2 ，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?解析：外电路的总电阻为R=+0.8=3.8根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为I= A=1.5 A即电流表A1的读数为1.5 A对于R2与R3组成的并联电路，根据部分电路欧姆定律，并联部分的电压为U2=IR并=I=1.53 V=4.5 V即电压表V2的读数为4.5 V对于含有R2的支路，根据部分电路欧姆定律，通过R2的电流为I2= A=0.75 A即电流表A2的读数为0.75 A电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得U1=E-Ir=6 V-1.50.2 V=5.7 V即电压表V1的读数为5.7 V.【课堂训练】1.如图所示电路中，当开关S闭合时，电流表和电压表读数的变化是( )A.两表读数均变大B.两表读数均变小C.电流表读数增大，电压表读数减小D.电流表读数减小，电压表读数增大2.如图所示的电路中，当S断开时，电源内部消耗的功率与输出功率之比为1:3；当S闭合时，它们的比为1:1,则下列说法正确的是()A.R1:r=1:1 B.R1:R2=2:1C.两次输出功率之比为1:1D.S断开与S闭合时输出功率之比为3:43.如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（）A.4 W、8 WB.2 W、4 WC.4 W、6 WD.2 W、3 W4.如下图所示，U=10V，电阻R1=3，R2=2，R3=5，电容器的电容 C1=4F，C2=1F，求（1）若电路稳定后，C1、C2的带电量？1.610-5c 110-5c（2）S断开以后通过R2的电量及R2中电流的方向？