高中物理第二章恒定电流2.7闭合电路欧姆定律学案新人教版选修3_1

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1、2.7闭合电路欧姆定律【学习目标】1.能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式.2.理解路端电压与负载的关系和功率表达式.3.应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题一、闭合电路的欧姆定律1.内、外电路(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路．(2)特点：外电路中电流由电源______流向_____，沿电流方向电势_____，内电路中电流由电源_____流向_____，沿电流方向电势_____。2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______。(2)公式：I＝①或E＝________②或E＝_____＋

2、______。③(3)适用条件：①、②适用于外电路为________电路，③适用于一切电路。二、路端电压与负载的关系1.路端电压与电流的关系（1）路端电压的表达式，U＝________．U－I图象是一条斜向下的直线，如图所示（2）图象中U轴截距E表示电源的（3）I轴截距I0等于。（4）图线斜率的绝对值表示电源的即2．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，R＝0，I＝___

3、_，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：一、1.正极负极降低负极正极升高2.正比，反比，U+IR，U+Ir纯电阻电路二、1.E-Ir，电动势，短路电流，内阻，r=2.增大，减小，趋近于零，E,，0知识点一对闭合电路的欧姆定律的理解1．闭合电路的欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I＝电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路E＝I(R＋r)①E＝U外＋Ir②E＝U外＋U内③电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用EIt＝I2Rt＋I2rt④W＝W外＋W内⑤电源提供的总能量等于内、外电路

4、中电能转化为其他形式的能的总和④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用2.路端电压与负载的关系的分析(1)对纯电阻电路U外＝IR＝E－Ir＝E－·r【名师点睛】①断路：R＝∞，Ir＝0，U外＝E，此为直接测量电动势的依据。②短路：R＝0，I＝(称为短路电流)，U外知识点一对闭合电路的欧姆定律的理解【典例探究】【典例1】如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势及电阻。【审题指导】(1)分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路

5、．(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.＝0，短路电流很大，极易烧毁电源和线路，所以严禁短路。(2)对一定电源，电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(↑表示增加，↓表示减少)：外电阻变化情况R↑R→∞R↓R＝0电流I＝I↓I→0I↑I＝内电压U′＝Ir＝E－IRU′↓U′→0U′↑U′→E路端电压U＝IR＝E－IrU↑U→EU↓U→03.对电源的U－I图象的理解以及与电阻U－

6、I图象的关系图象上的特征物理意义电源U－I图象电阻U－I图象图形物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零(3)各部分的电压、电流：根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．【典例2】如图所示，定值电阻R1＝9Ω，R2＝7Ω，当开关S接到位置1时，电压表V的示数为3.6V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数为3.5V，求电源电动势和内阻。【典例3】电路如图甲所示．若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线分别

7、如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．【典例4】如图所示是两个闭合电路中两个电源的U－I图象，下列说法中错误的是(　　)与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的此值均等大，表示此电阻的大小  图线的斜率的大小内电阻电阻大小A．电动势E1＝E2，内阻r1r2C．电动势E1＝E