2019-2020学年辽宁物理高二上必修3（课件+教师用书+课时分层作业）：主题2 7　闭合电路的欧姆定律 (3份打包)

7　闭合电路的欧姆定律 [学习目标]　1.会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律.2.理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律．(重点)3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算．(难点) 一、闭合电路的欧姆定律 1.描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示． (1)内电路：电源内部的电路叫作内电路，其电阻叫作内电阻，通常用r表示． 闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，称为内电压． (2)外电路：电源两极之间的外部电路叫作外电路，其电阻叫作外电阻． 闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，称为外电压，也常称为路端电压，简单地记为U. 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. 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＝；适用范围：纯电阻电路． (3)常用的变形公式：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路． 二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与外电阻的关系：U外＝E－U内＝E－r. 结论：①R增大→U外增大；②外电路断路时U外＝E；③外电路短路时U外＝0. 2．路端电压与电流关系 (1)公式：U外＝E－Ir. (2)图象(U­I图象)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r. 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电动势越大，闭合电路的电流就越大． (×) (2)电源的内阻越大，闭合电路的电流就越小． (×) (3)电源一定时，负载电阻越大，电流越小． (√) (4)电源发生短路时，电流为无穷大． (×) (5)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势． (×) 2．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　) A．0.10 V　　　　　　　 B．0.20 V C．0.30 V　　　　　 D．0.40 V D　[电源电动势为0.8 V，根据I短＝E＝0.4 V，D正确．]＝20 Ω，所以U＝，解得r＝ 3．(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U­I图象，则下列说法中正确的是(　　) A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2 B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2 C．电动势E1>E2，内阻r1<r2 D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 AD　[由图象可知两电源的U­I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误．由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确．] 对闭合电路欧姆定律的理解 1.闭合电路中的几个关系式 几种形式 说明 `(1)E＝U＋U内 (2)I＝ (3)U＝E－Ir (U、I间关系) (4)U＝E (U、R 间关系) (1) I＝E只适用于外电路为纯电阻的闭合电路和U＝ (2) 由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化的影响，从I＝不难看出，随着R的增加，电路中电流I减小 (3) U＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路 2.特别提醒 (1) 外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生． (2) 外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算． 【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1.6 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电阻． 思路点拨：(1)两表读数增减的分析： ①开关S断开后，外电阻的变化：由R1、R2并联变化为只有R1接入电路，电阻变大； ②两表读数的变化：电流表读数减小，电压表读数变大． (2)电压表测量的是路端电压，电流表测量的是干路电流，它们之间的关系满足闭合电路欧姆定律， 即U＝E－Ir. [解析]　当S闭合时， R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小． 当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得： U＝E－