(讲义)第4章 第1-2节 常见的电路元器件&闭合电路的欧姆定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)

第一节　常见的电路元器件 第二节　闭合电路的欧姆定律 学习任务 1．识别常见元器件及其在电路中的应用，知道电动势、外电路、内电路，理解闭合电路欧姆定律。 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．能用实验探究路端电压随外电阻变化的规律，学会与他人交流合作，提高科学探究能力，培养学习科学的精神。 知识点一　识别几种常见元器件 1．电阻器 (1)分为阻值固定的电阻器和阻值可变的电阻器。 (2)在电路图中，用字母“R”及符号“”表示。 2．电感器 (1)由绝缘导线绕成，通过电磁感应能把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中。 (2)在电路图中用字母“L”及符号“”或“”表示。 3．二极管 (1)在电路中，它只允许电流由单一方向通过，反向时阻断。 (2)在电路图中，用字母“D”及符号“”表示，箭头表示正向电流的方向。 知识点二　电动势 1．闭合电路：用导线把电源、用电器连成的电路叫作闭合电路。电源外部的电路叫作外电路，电源内部的电路叫作内电路。 2．非静电力的作用：在电源内部，非静电力把正电荷从负极搬运到正极，在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加，将其他形式的能量转化为电势能。 3．电动势 (1)定义：在电源内部，非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值。 (2)公式：E＝。 (3)单位：伏特，简称：伏，符号：V。 (4)物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的物理量。 (5)影响电动势大小的因素只有电源本身的性质。 　电动势的单位与电压的单位相同，但两者是截然不同的两个概念。 知识点三　闭合电路欧姆定律 1．内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫作内阻。 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用条件：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。 知识点四　路端电压与负载的关系 1．负载和路端电压：负载是外电路中的用电器，路端电压是外电路的电压。 2．路端电压U与电流I的关系 (1)路端电压U与电流I的函数关系式：U＝E－Ir。 (2)U-I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。 3．路端电压与外电阻的关系：当R增大时，路端电压U增大；当R减小时，路端电压U减小。 4．两种特殊情况 (1)当外电路断路时，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，此时电路中的电流最大，即Im＝，路端电压为零。 1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) (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)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势。 (×) (3)闭合电路欧姆定律I＝的应用是有条件的。 (√) (4)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势。 (×) 2．填空 一台发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内有180J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，如干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样。 (1)如果把5C的正电荷从1.5V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2C的正电荷从3.7V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)把5C的正比荷从1.5V干电池的负极移到正极，电势能增加了7.5J，非静电力做功7.5J；把2C的正电荷从3.7V手机电池的负极移到正极，电势能增加了7.4J，非静电力做功7.4J。 (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。 　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 项目 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