(讲义)第4章 第1节 闭合电路欧姆定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第1节　闭合电路欧姆定律 学习任务 1．知道电动势、外电路、内电路，理解闭合电路欧姆定律，具有与闭合电路欧姆定律相关的能量观念。 2．会运用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，能从公式和图像两个角度解决与闭合电路欧姆定律相关的物理问题。 3．能用实验探究电源的内阻及路端电压随外电阻变化，学会与他人交流合作，提高科学探究能力。 4．能运用所学内容解决生活中与电学有关的一些问题，体验闭合电路的能量问题，培养学习科学的精神。 知识点一　电动势 1．电源 把其他形式的能转化为电能的装置。 2．电动势 (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。电动势符号为E，单位为伏特，符号为V。 　电源搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。 (√) (2)电动势的大小等于电源两极间的电压。 (×) 知识点二　闭合电路欧姆定律 1．闭合电路 (1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路；另一部分是电源内部的电路，称为内电路。 (2)电压：外电阻上的电势差称为外电压，又叫路端电压，可用U外表示；内电阻上的电势差称为内电压，可用U内表示。 (3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电源的电动势，即E＝U外＋U内或E＝IR＋Ir。 (4)电流：在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端；在内电路中，电流由电势低的一端流向电势高的一端。 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。 (2)公式：I＝。 (3)适用的条件为：外电路为纯电阻电路。 　外电路与内电路中电流的方向是一致的，外、内电路构成了闭合回路。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势。 (×) (2)闭合电路欧姆定律I＝的应用是有条件的。 (√) 知识点三　路端电压与外电阻的关系 1．路端电压与电流的关系公式：U＝E－Ir。 2．路端电压与外电阻的关系：根据U＝E－Ir＝E－r。可知，当R增大时，路端电压U增大，当R减小时，路端电压U减小。 3．两种特例 (1)当外电路断路(如开关断开)时，外电阻R为无穷大，I为零，Ir也为零，可得U＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。 (2)当外电路短路时，外电阻R＝0，路端电压为零，此时电路中的电流最大，即Im＝。 　闭合电路欧姆定律可由能量守恒定律推导出来，所以闭合电路欧姆定律体现了电路中的能量转化与守恒。 3．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) 外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势。 (×) 4．填空 一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内有180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为6 V。 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。 标有“1.5 V”干电池　　　标有“3.7 V”手机电池 (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？ 提示：1．从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J；从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J。 2．不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关。若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，非静电力做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。 考点1　对电动势的理解 1．对电动势的理解 (1)电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，是电源的属性，与电源的体积、外电路无关。 (2)电动势的粗略测量：E的数值等于没有接入外电路时电源正负两极间的电压，可以用阻值较大的电压表直接接在电源正、负极两端粗略测量，其示数近似为电源电动势E。 2．电动势与电压的区别 电动势 电　压 物理意义不同 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领 数值大小不同 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