第2节 闭合电路的欧姆定律-2022-2023学年高一物理同步精品备课教案（人教版2019必修第三册）

第2节　闭合电路的欧姆定律(学案) 学习目标　 1.理解电动势的概念. 2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和. 3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式． 一、电动势 1．非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力． 2．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． 3．电动势： (1)定义： 所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势． (2)公式：E＝ . (3)单位： ，用“ ”表示． (4)电动势与电源的 无关，跟外电路的组成及变化 (选填“有”或“无”)关． 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 如图所示电路： 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝ . (2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝ .内电路转化的内能为Q内＝ . (3)根据能量守恒定律，非静电力做的功W＝Q外＋Q内，即EIt＝ ，进一步得：I＝. 2．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟 成反比． (2)表达式：I＝. (3)另一种表达形式：E＝ 即：电源的电动势等于内、外电路 之和． 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式： U＝ . 2．路端电压随外电阻的变化规律 对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的． (1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I ，路端电压U＝E－Ir ． (2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I ，路端电压U＝E－Ir ． (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为 ，U＝ ，即断路时的路端电压等于 当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝ . 一、电动势 导学探究　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． (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？ 例1 (多选)关于电动势E的说法正确的是(　　) A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比 B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同 针对训练1　铅蓄电池的电动势为2 V，这表示(　　) A．电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转变为电能 B．电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转变为电能 C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能 D．铅蓄电池比干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 导学探究　如图为闭合电路的组成． (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？ (3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？ 例2 在如图所示的电路中，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.6 Ω，电阻R1＝3 Ω，电阻R2＝4 Ω，电阻R3＝6 Ω.电压表为理想电表，闭合开关S，求： (1)通过电源的电流大小； (2)电源的内电压和电压表的示数． 针对训练2　在如图所示的电路中，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，当开关S扳到位置1时，理想电流表的示数为I1＝0.2 A；当开关S扳到位置2时，理想电流表的示数为I2＝0.3 A，求电源的电动势和内阻． 针对训练3　在如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，理想电流表A的示数为0.4 A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率． 三、路端电压与负载的关系 导学探究 1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压．通过数据计算，你发现了怎样的规律？ 例3 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是(　　) A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大 C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小 D．若外电路断开，则路端电压为零 针对训练3　如图所示，