12.2闭合电路的欧姆定律-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 第2节 闭合电路的欧姆定律 课程标准 学习目标 理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻 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． 4.理解路端电压随负载的变化规律. 5.了解欧姆表的原理，并能解决简单问题． （一）课前阅读： 1.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？ 2. 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？ 3.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？ 4．根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像． （二）基础梳理 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无(选填“有”或“无”)关． 【概念衔接】非静电力 非静电力的来源包括化学电池、温差电源、一般发电机和磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力，变化磁场产生的有旋电场也是一种非静电力。 在化学电池中，离子的溶解和沉积过的化学作用形成非静电力;在温差电源中，温度差和电子浓度差相联系的扩散作用形成非静电力;在一般发电机中，磁场对运动电荷的作用形成非静电力，即洛伦兹力。 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＝EIt. (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————之和． 【即学即练】 1. 判断下列说法的正误. (1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置．(　 　) (2)把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化．(　 　) (3)电动势就是电势差，两者没有区别．(　 　) (4)电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压．(　 　) 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0，U＝E，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＝. 【即学即练】 2. 判断下列说法的正误. (1)当外电阻增大时，外电压随之增大．(　 　) (2)当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势．(　 　) (3)当外电阻趋于无穷大时，外电压大小等于电动势大小．(　 ) 四、欧姆表的原理 欧姆表测电阻的原理是 定律，欧姆表内部电路结构如图所示． 当红、黑表笔接触时，电流表指针指在最大值Ig处． 由Ig＝＝，得RΩ＝；当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝＝.改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 【即学即练】 3. 判断下列说法的正误. (1)欧姆表的刻度盘是均匀的，因为电流I随外电阻线性变化．(　 　) 1