第2章 4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(教科版)

4　电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律 [学习目标]　1.[物理观念]知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置．　2.[物理观念]了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量转化间的关系．　3.[物理观念]了解电源电动势及内阻的含义．　4.[物理观念]理解闭合电路欧姆定律，理解内、外电路的电势降落．　5.[科学思维]会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算． 一、电源的电动势和内阻 1．电源 将其他形式的能转化为电能的装置． 2．电动势 (1)大小：数值上等于不接入电路时电源两极间的电压． (2)符号：E，单位：伏特，用V表示． (3)物理意义：表征电源将其他形式的能转化为电能的本领． 3．电源的内阻 电源内部电路上的电阻叫电源的内电阻，简称内阻． 二、闭合电路欧姆定律 1．闭合电路的组成 (1)电路 (2)电阻 (3)电压 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小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)适用范围：纯电阻电路． (4)一般电路的常用公式及变形：E＝U＋U′＝U＋Ir或U＝E－Ir. 3．路端电压与电流的关系 U＝E－Ir，反映了路端电压随电流的变化关系． 用图像表示为如图所示． (1)横轴上的截距表示短路电流． (2)纵轴上的截距表示电动势． (3)斜率的绝对值表示内阻． 4．路端电压与负载的关系 (1)外电阻R增大电流I减小路端电压U增大． 注意：外电阻R增大到无限大(断路)电流I＝0路端电压U＝E. (2)外电阻R减小电流I增大路端电压U减小． 注意：外电阻R＝0(短路)电流I＝路端电压U＝0. 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)外电路中，沿电流方向电势降低；内电路中，沿电流方向电势升高． (√) (2)在闭合电路中，当外电路断开时，路端电压等于零；当外电路短路时，电路中的电流无穷大． (×) (3)I＝、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，而U外＝E－Ir、E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路． (√) (4)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大． (√) 2．在如图所示电路中，当变阻器滑片向上移动时(　　) A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 B　[当滑片向上移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，并联电路电阻减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I＝知，I增大，由U＝E－Ir知U减小，即电压表示数减小，而U＝U′＋U并，U′＝IR，I增大，U′增大，U并减小，IR＝减小，故电流表示数增大．B项正确．] 3.用如图所示的电路测定电源电动势和内阻．其中为电压表(其电阻足够大)，定值电阻R＝7.0 Ω.在开关未接通时，的读数为6.0 V；开关接通后，的读数变为5.6 V．那么，电池组的电动势和内阻分别是(　　) A．6.0 V,0.5 Ω　　 B．6.0 V,1.25 Ω C．5.6 V,1.25 Ω D．5.6 V,0.5 Ω A　[开关未接通时，电压表的示数即电源电动势故E＝6.0 V；I＝＝ A＝0.8 A，r＝＝ Ω＝0.5 Ω.] 　闭合电路欧姆定律的理解及应用 1．三种表达方式 (1)I＝. (2)E＝U外＋U内． (3)E＝IR＋Ir. 2．当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压． 3．I＝或E＝I(R＋r)只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，U外＝E－Ir和E＝U外＋U内适用于所有的闭合电路． 4．闭合电路欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们的本质是不同的：电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领大小． 【例1】　如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω. (1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？ (2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？ 思路点拨：C、D间 解析：(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有 I1＝＝ A＝1 A 理想电压表读数为UV＝I1R2＝6 V. (2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小 R23＝＝ Ω＝2 Ω 根据闭合电路欧姆定律，有 I2＝＝ A＝1.5 A 理想电流表读数为I′＝I2＝×1.5 A＝1 A. 答案：(1)6 V　(2)1 A 闭合电路问题的求解方法 (1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压