2018-2019学年高中物理第二章恒定电流第7节闭合电路的欧姆定律学案新人教版选修3-1.doc

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1、第7节　闭合电路的欧姆定律　1．了解外电路、内电路．知道电动势等于内、外电路电势降落之和．　2．理解闭合电路的欧姆定律的内容，掌握其表达式．3．会分析路端电压与负载的关系．　4．能够应用闭合电路欧姆定律分析电路问题．一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路(1)闭合电路由外电路和内电路组成，用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路．(2)电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向，所以在外电路中，沿电流方向电势降低．2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总

2、和，即EIt＝I2Rt＋I2rt．3．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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)公式：I＝．(3)我们用U外表示IR，它是外电路上总的电势降落，习惯上叫做路端电压；用U内表示Ir，它是内电路的电势降落．所以E＝U外＋U内，这就是说，电源的电动势等于内外电路电势降落之和．二、路端电压与负载的关系1．电路中，消耗电能的元件常常称为负载，负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化．2．路端电压的表达式：U＝E－Ir．3．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻

3、R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大．(2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小．(3)两种特殊情况①当外电路断开时，电流I变为0，U＝E．这就是说，断路时的路端电压等于电源电动势．②当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝．判一判　(1)外电路中，沿电流方向电势降低；内电路中，沿电流方向电势升高．(　　)(2)在闭合电路中，当外电路断开时，路端电压等于零；当外电路短路时，电路中的电流无穷大．(　　)(3)I＝、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，而U外＝E－Ir

4、、E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路．(　　)(4)在纯电阻电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)．(　　)(5)纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大．(　　)提示：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×想一想　用电压表直接连接电源两端，电压表测的是电源电动势吗？提示：不是．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．做一做　“神舟十一号”与“天宫二号”的成功对接，

5、使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)A．0．1V　　　　　　B．0．2VC．0．3VD．0．4V提示：选D．电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800mV．由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池内阻r＝＝Ω＝20Ω，该电池与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝mA＝20mA，所以路端电压U＝IR＝400m

6、V＝0．4V，D项正确．　对闭合电路欧姆定律的理解和应用1．闭合电路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U随电流I变化的图象(U－I关系图象)(1)U－I图象的函数表达式：U＝E－Ir．(2

7、)U－I图象特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示．(3)几个特点①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻．②两个特殊状态：当外电路断开时(R＝∞)，I变为零．Ir＝0，U＝E；当电源两端短路时(R＝0)，此时电流I短＝(短路电流)．(1)不能用I＝计算非纯电阻电路的电流．(2)不能将路端电压和电动势混淆．只有在电路断开时电源两端的电压才等于电动势．(3)注意闭合电路U－I图象和伏安特性曲线I－U图象的区别和不同应用．　命题视角1　对电源电动势和内阻的计算　

8、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)的示数分别为1．6V和0．4A．当S断开时，它们的示数各改变0．1V和0．1A，求电源的电动势和内阻．[解析]　当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir得：E＝1．6V＋0．4r；当S断开时，由E＝U＋Ir得E＝(1．