第4章 第1、2节 常见的电路元器件 闭合电路的欧姆定律-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(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：1.[物理观念]了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。　2.[物理观念]了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。　3.[物理观念]理解闭合电路的欧姆定律，掌握其内容及公式。　4.[科学思维]掌握路端电压与负载的关系。 一、常见的电路元器件 1．常见的元器件有：电阻器、电感器、电容器和二极管。 2．电路：将上述元件装配在一个电路板上，再通过金属导线将各个元器件连接组合成闭合回路，当输入端接入电源时，电子在闭合回路中循环流动，这个闭合回路称为电路。 3．电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。 二、电动势 1．电源电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。 2．非静电力 (1)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。 (2)非静电力的来源：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用。 3．电动势 (1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。 (2)公式：E＝。 (3)单位：伏特，用符号“V”表示。 (4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。 三、研究闭合电路欧姆定律 1．内容：闭合电路中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。 四、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)图像(U­I图像)：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．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少。 (×) (2)在电源外部静电力使正电荷定向移动，在电源内部是非静电力使正电荷定向移动，因而形成电流。 (√) (3)电源发生短路时，电流为无穷大。 (×) (4)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图像，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BC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，电子表中的纽扣电池，各种电池有的标有“1.5 V”字样，也有的标有“3.7 V”字样，这些数值代表什么？它表示电池的何种特性？ 干电池　　　　　　纽扣电池 提示：电动势　把其他形式的能转化为电能的本领 1．对电动势的理解 电动势的大小由电源自身的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。不同电源的电动势一般不同。 2．电源电动势与电势差的区别和联系 电势差 电动势 意义 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领大小 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小 定义 UAB＝，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 E＝，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 单位 伏特(V) 伏特(V) 正负含义 电流流过电阻，电势降落，沿电流方向为正，逆电流方向为负 一般地，在中学E取正值，不讨论负电动势问题 决定因素 由电源及导体的电阻和连接方式决定 仅由电