第4章 第1节 闭合电路欧姆定律-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第1节　闭合电路欧姆定律 学习目标：1.[物理观念]知道电动势、外电路、内电路，理解闭合电路欧姆定律，具有与闭合电路欧姆定律相关的能量观念。2.[科学思维]会运用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，能从公式和图像两个角度解决与闭合电路欧姆定律相关的物理问题。3.[科学探究]能用实验探究电源的内阻及路端电压随外电阻变化，学会与他人交流合作，提高科学探究能力。4.[科学态度与责任]能运用所学内容解决生活中与电学有关的一些问题，体验闭合电路的能量问题，培养学习科学的兴趣。 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，单位为伏特，符号为V。 说明：电源搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程。 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：外电阻上的电势差称为外电压，又叫路端电压，可用U外表示；内电阻上的电势差称为内电压，可用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：外电路为纯电阻电路。 说明：外电路与内电路中电流的方向是一致的，外、内电路构成了闭合回路。 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U＝E－Ir＝E－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，路端电压为零，此时电路中的电流最大，即Im＝。 注意：闭合电路欧姆定律可由能量守恒定律推导出来，所以闭合电路欧姆定律体现了电路中的能量转化与守恒。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)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。 (√) (2)电动势的大小等于电源两极间的电压。 (×) (3)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势。 (×) (4)闭合电路欧姆定律I＝的应用是有条件的。 (√) 2．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 C　[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，电源两极间的电压在数值上才与电动势相等，C正确。] 3．(多选)在闭合电路中，下列叙述正确的是(　　) A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比 B．当外电路断开时，路端电压等于零 C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大 D．当外电阻增大时，路端电压也增大 AD　[由I＝可知，R增大，U增大，D正确。]，C错误；由U＝IR＝可知，A正确；当外电路断开时，电源的电流为0，U＝E，B错误；当外电路短路时，R＝0，I＝ 对电动势的理解 日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。 标有“1.5 V”干电池　　　标有“3.7 V”手机电池 1．如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？ 2．是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？ 提示：1.从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J；从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 2．不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关。若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，非静电力做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。 1．对电动势的理解 (1)电动势的物理意义