第2章 第3节 研究闭合电路-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第三节　研究闭合电路 [学习目标]　1.[物理观念]理解电动势的概念．(难点)　2.[物理观念]理解闭合电路的欧姆定律，掌握其内容及公式．(重点)　3.[科学思维]掌握路端电压与负载的关系．(重点)　4.[科学探究]会使用电压表和电流表测电源的电动势和内阻．(重点) 一、闭合电路及电动势 1．闭合电路的组成 (1)电路 (2)电阻 2．电动势：数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压，它反映了电源本身的一种性质． 二、闭合电路的欧姆定律 1．电压 2．电势 3．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＝． (3)电动势与内、外电压的关系：E＝U外＋U内． 三、路端电压跟负载的关系 1．路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝E－Ir． (2)图象(U-I图象如图所示) 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无穷大(断路)时，I＝0，U＝E． (2)外电阻R减小时，电流I增大，外电压U减小，当R减小到零(短路)时，I＝，U＝0． 1．正误判断 (1)根据I＝得E＝I(R＋r)，由此可知，电动势与电流成正比． (×) (2)闭合电路欧姆定律I＝适用于纯电阻电路，而E＝U外＋U内适用于任何电路． (√) (3)闭合电路中U­I图象与纵轴的交点的值就是电动势的值，图象斜率的绝对值就是电源内阻． (√) (4)闭合电路中U­I图象与横轴的交点为短路电流，此时路端电压为电源的电动势． (×) (5)外电路电阻增大时，电流减小，但路端电压增大． (√) 2．(多选)若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(　　) A．U＝2U′　 B．U′＝E－U C．U＝E＋Ir D．U＝·E BD　[由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋U′＝Ir＋IR.U＝IR，可推得：U′＝E－U，U＝·R.故B、D正确，A、C错误．] 3．有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为，则该电源的内阻是(　　) A．R B． C．4R D． C　[由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I＝，两电阻并联时I＝·，解得r＝4R，故选C.] 对电动势的理解 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 仅由电源本身决定 测量方法 将电压表并联在被测电路两端 将内阻很大的电压表并联于电源两端，且外电路断开 3.电池的串联 n个完全相同的电池串联时，总电动势：E总＝nE，总内阻：r总＝nr. 【例1】　将电动势为3 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V．当电路中有6 C的电荷流过时，求： (1)有多少其他形式的能转化为电能． (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能． (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能． [解析]　由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能．也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能． (1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能． (2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能． (3)内电压U2＝E－U1＝3 V－2.4 V＝0.6 V，所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J. [答案]　(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J 1．关于电源电动势，下列说法正确的是(　　) A．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化 B．1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池大，但电动势