2017-2018学年高中物理 第二章 恒定电流 7 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、7　闭合电路的欧姆定律[学习目标]　1.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并会进行有关计算.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.一、闭合电路的欧姆定律[导学探究]　如图1为闭合电路的组成.图1(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？答案　(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电

2、流方向电势升高.(2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt(3)E＝IR＋Ir或I＝[知识梳理]1.内、外电路中的电势变化外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高.2.闭合电路中的能量转化如图2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和，即EIt＝I2Rt＋I2rt.图23.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＝(适用于纯电阻电路)(3)其他两种

3、表达形式E＝U外＋U内(适用于任意电路)E＝IR＋Ir(适用于纯电阻电路)[即学即用]　判断下列说法的正误.(1)电动势越大，闭合电路的电流越大.(×)(2)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小.(√)(3)E＝U＋Ir适用于任何电路.(√)(4)某电源电动势为10V，内阻为2Ω，外接一线圈电阻为8Ω的电动机，则电路中的电流为1A.(×)二、路端电压与负载的关系[导学探究]　(1)在如图3所示的电路中，电源的电动势E＝10V，内电阻r＝1Ω，试求当外电阻分别是3Ω、4Ω、7Ω时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？图3(2)

4、如图4所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U与电流I的U－I图象，图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么？图4答案　(1)外电压分别为7.5V、8V、8.75V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.(2)图线与纵轴的交点表示电源的电动势；图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r＝

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6、.[知识梳理]1.路端电压与负载的关系(1)路端电压的表达式：U＝E－Ir.(2)路端电压随外电阻的变化规律①当外电阻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

7、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：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E.即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝.2.路端电压与电流的关系图象(图5)图5(1)U轴截距表示电源电动势，纵坐标从零开始时，I轴截距等于短路电流.(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r＝

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9、.[即学即用]　判断下列说法的正误.(1)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.(√)(2)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.(×)(3)外电路短路时，电路中的电流无穷大.(×)(4)在U

10、－I图象中，无论纵坐标是否从零开始，I轴截距都等于短路电流.(×)一、闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)电流形式：I＝，说明电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比.(2)电压形式：E＝Ir＋IR或E＝U内＋U外，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和.(3)能量形式：qE＝qU外＋qU内，是能量转化本质的显现.(4)功率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝IU外＋I2r.说明：I＝或E＝IR＋Ir只适用于外电路是纯电阻的闭合电路；E＝U外＋U内或U外＝E－Ir，既适合于外电路为纯电阻的电路，也适合于非纯电阻电路

11、.例1　在图6所示的电路中，R1＝9Ω，R2＝5Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8V.求电源的电动势和内电阻.图6答案　3V　1Ω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I1＝0.5A，由闭合电路欧姆定律得：E＝I1(R2＋r)①当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流I2＝＝A＝0.2A由闭合电路欧姆定律得：E＝I2(R2＋R1＋r)②联立①②并代入数据，解得：E＝3V，r＝1Ω.解决闭合电路问题的一般步骤1.分析电路特点：认清各元件之间的串并联关系，特

12、别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量流过哪个用电器的电流；2.应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流；3.根据部分电路的欧姆定律和