第4章 第1节 闭合电路欧姆定律-2020-2021学年高中物理选修3-1【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第1节　闭合电路欧姆定律 [学习目标] 1．知道电源的电动势和内阻，理解电动势的概念。 2．掌握闭合电路欧姆定律，并能熟练应用公式解决有关电路问题。 3．理解路端电压与外电阻的关系，并会分析解决有关问题。 4．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化问题。 一、电动势 1．电源 把其他形式的能转化为电能的装置。 2．电动势 (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。电动势符号为E，单位：伏特，单位符号：V。 二、闭合电路欧姆定律 1．闭合电路 (1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路；另一部分是电源内部的电路，称为内电路。 (2)电压：外电路两端的电压叫做外电压；又叫路端电压，用U外表示；内电路两端的电压叫做内电压，用U内表示。 (3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电源的电动势，即E＝U外＋U内或E＝IR＋Ir。 (4)电流：在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端；在内电路中，电流由电势低的一端流向电势高的一端。 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。 (2)公式：I＝。 (3)适用的条件为：外电路为纯电阻。 三、路端电压与外电阻的关系 1．路端电压与电流的关系公式：U＝E－Ir。 2．路端电压与外电阻的关系：根据I＝IR＝×R＝可知，当R增大时，路端电压U增大，当R减小时，路端电压U减小。 3．两种特例 (1)当外电路断路(如开关断开)时，外电阻R为无穷大，I为零，Ir也为零，可得U＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。 (2)当外电路短路时，外电阻R＝0，此时电路中的电流最大，即Im＝，路端电压为零。 [自主诊断]——判正误 　(1)电动势越大，电源转化的电能就越多。(×) (2)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。(√) (3)电动势的大小等于电源两极间的电压。(×) (4)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势。(×) (5)在闭合回路中电动势的大小等于外电压与内电压之和。(√) (6)闭合电路欧姆定律I＝的应用是有条件的。(√) 考点一　对电动势的理解 1．电动势的理解 (1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。 (2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极，即电源内部电流的方向。 (3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)。 2．电动势与电压的区别 电动势 电压 物理意义不同 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领 数值大小 数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功 数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功 决定因素不同 由电源本身决定 由电源及导体的电阻、导体的连接方式决定 测量方法 将电压表并联于电源两端 将电压表并联于被测电路两端 联系 电路闭合：E＝U内＋U外；电路断开：E＝U外 ●对点训练 1．下列说法中正确的是 A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B．电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压 C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别 D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高 解析　电动势与电压有本质的区别，二者单位相同，只有电源与外电路断开时，两极间的电压在数值上才与电动势相等。 答案　C 2．(多选)铅蓄电池的电动势为2 V，这表示 A．电路中每通过1 C电量，电源把2 J的化学能转变为电能 B．铅蓄电池断开时两极间的电压为2 V C．铅蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能 D．铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大 解析　根据电动势的定义和表达式E＝，非静电力移动1 C电荷量所做的功W＝qE＝1×2 J＝2 J，由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能，A正确，C错误。电源两极的电势差(电压)U＝，而Ep＝W，即Uq＝Eq，所以U＝E＝2 V，B正确。电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，因E蓄电池＝2 V＞E干电池＝1.5 V，故D正确。 答案　ABD 考点二　闭合电路欧姆定律 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)　① E＝U外＋Ir　② E＝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＋