4.1&4.2 常见的电路元器件&闭合电路的欧姆定律（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册（粤教版）

第一节　常见的电路元器件 第二节　闭合电路的欧姆定律 学习目标 素养提炼 1.了解常见的电路元器件及其作用。 2．掌握电动势的概念，知道电动势等于内、外电路电势降落之和。 3．了解内电路、外电路，理解内、外电路的能量转化。 4．掌握闭合电路欧姆定律的内容，并会进行有关计算。 5．掌握闭合电路路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。 物理观念：电动势、内电路、外电路。 科学思维：闭合电路欧姆定律。 科学探究：闭合电路路端电压与负载的关系。 科学态度与责任：内、外电路的能量转化。 授课提示：对应学生用书第54页 一、常见的电路元器件及其作用 1．电阻器 (1)表示方式和符号：用字母“R”及符号“”表示。 (2)作用：调节电路中的电流和电压。 2．电感器 (1)表示方式和符号：用字母“L”及符号“”表示，插入铁芯的电感器符号用“”表示。 (2)作用：“通直流阻交流”，建立磁场储存磁场能。 3．电容器 (1)表示方式及符号：用字母“C”及符号“”表示。 (2)作用：“通交流隔直流”，在充放电的过程中进行电场能与其他能的转换，是储能元件。 4．二极管 (1)表示方式及符号：用字母“D”及符号“”表示。 (2)作用：可作为各种逻辑电路的开关；对高频交流电路进行滤波整流。 二、电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。 2．非静电力的作用：把正电荷在电源内部由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。 3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 4．电动势 (1)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。 (2)公式：E＝。 (3)单位：伏特，用符号“V”表示。 [判断正误] 　(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)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。(√) (4)电动势公式E＝中的W是一样的，都是静电力做的功。(×)中的W与电压U＝ 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 (2)公式：I＝。 2．闭合电路内、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。 3．内电阻：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。 4．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。 5．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＝或E＝U外＋U内。 [思考] 　(1)手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减小多少，但小灯泡却不怎么亮了，为什么？ (2)为什么说闭合电路欧姆定律本质上是能的转化与守恒定律在闭合电路中的反映？ 提示：(1)电池用久了电动势基本不变但内阻明显增大，根据I＝可知电流减小，小灯泡功率减小，灯泡变暗。 (2)闭合电路中功率P＝P出＋P内的分配关系反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他形式的能。能量守恒的表达式为EIt＝UIt＋I2rt，这个关系式对任何电路都成立；对于纯电阻电路，有EIt＝I2Rt＋I2rt。 四、路端电压与负载的关系 1．负载：外电路中的用电器叫作负载，负载变化时电路中的电流会变化，路端电压也随之变化。 2．路端电压与负载的关系 (1)路端电压：外电路的电势降落。 (2)路端电压的表达式：U＝E－Ir。 (3)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为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源的电动势。当电源短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝。 [思考] 　如图所示，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R的阻值大小可调节。 (1)试求解当外电阻R分别为3 Ω、4 Ω、7 Ω时所对应的路端电压。 (2)通过上述计算结果，你发现了怎样的规律？ 提示：(1)7.5 V、8 V、8.75 V。 (2)外电阻越大，电源的路端电压越大。 授课提示：对应学生用书第55页 要点一　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”