2.7 闭合电路的欧姆定律（课件+word）-《优化指导》2019版新课标同步课堂物理（人教版选修3-1）

第7节　闭合电路的欧姆定律 1．通过闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用．理解内、外电路的能量转化． 2．理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路的欧姆定律．(重点) 3．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算．(重点＋难点)[来源:学&科&网Z&X&X&K] (对应学生用书P51) 一、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的组成 (1)闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路． (2)内电路：如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻． (3)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻． 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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． (2)表达式：I＝. (3)适用条件：外电路为纯电阻电路． 二、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＝. ◎ 1．判断正误 (1)E＝U＋Ir适用于任何电路．(√) (2)某电源电动势为10 V，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则电路中的电流为1 A．(×) (3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．(√) (4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零．(×) (5)外电路短路时，电路中的电流无穷大．(×) 2．探究思考 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． (对应学生用书P52) 探究点一　闭合电路的欧姆定律 (1)闭合电路由哪几部分组成？电流方向如何？ 提示　由电源、导线、用电器组成，电流由电源正极到负极． (2)在闭合电路中，在外电路中沿电流方向电势如何变化，为什么？在内电路中沿电流方向电势如何变化，为什么？ 提示　电势降低　电势升高 (3)如图所示为一闭合电路，电源电动势为E，内阻为r，外电阻阻值为R.闭合开关后电流为I. 试结合上述情境，讨论下列问题： ①在时间t内，外电路和内电路产生的焦耳热各是多少？ 提示　由焦耳定律知外电路产热Q1＝I2Rt，闪电路产热Q2＝I2rt. ②电源非静电力做功为多少？ 提示　W＝EIt. ③它们之间有什么关系？ 提示　根据能量转化与守恒定律知W＝Q1＋Q2，即EIt＝I2Rt＋I2rt. ④你能进一步得出E、R和r间的关系吗？ 提示　由EIt＝I2Rt＋I2rt得E＝IR＋Ir. 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)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电路；E＝U外＋U内，既适合于外电路为纯电阻电路，也适合于非纯电阻电路．[来源:Z#xx#k.Com] 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1.6 V和0.4 A．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，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＝1.6 V＋0.4r； 当S断开时，由E＝U＋Ir得 E＝(1.6＋0.1) V＋(0.4－0.1)r 解得：E＝2 V，r＝1 Ω. 答案　2 V　1 Ω 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电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流． [针对训练] 1．在图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻． 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＝0.5 A，由闭合电路欧姆定律得： E＝I1(R2＋r)① 当a、b两点