第4章 第1、2节 常见的电路元器件 闭合电路的欧姆定律（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

　第四章　闭合电路 第一、二节　常见的电路元器件　闭合电路的欧姆定律 核心素养导学 物理观念 (1)了解电路元器件，知道各种元器件在电路中的作用。 (2)知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。 (3)理解闭合电路欧姆定律。 科学思维 经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。 科学探究 (1)通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 (2)能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。 科学态度与责任 了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。 一、常见的电路元器件 1．常见的元器件：电阻器、电感器、电容器和二极管。 2．电路：通常将需要的电阻器、电感器、电容器等元器件装配在同一个电路板上，再通过金属导线将各个元器件连接组成闭合回路，当输入端接入电源时，电子会在闭合回路中循环流动，这个闭合回路称为电路。 3．电感器具有“通直流阻交流”的作用，电容器具有“通交流隔直流”的作用。 二、电动势 1．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 2．非静电力 (1)非静电力的作用：把正电荷在电源内部由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电能。 (2)非静电力的来源：在化学电池中是指化学作用，在一般发电机中是指电磁作用。 3．电动势 (1)定义：搬运单位正电荷非静电力做的功。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：伏特，用符号“V”表示。 (4)物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能的本领。 4．内阻：电源内部导体的电阻，用符号r表示。 电动势是描述电源性质的重要物理量，电动势反映电源非静电力做功本领大小，由电源本身决定。　　 三、研究闭合电路欧姆定律　路端电压与负载的关系 1．闭合电路欧姆定律内容：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．公式：I＝；适用范围：纯电阻电路。 3．常用的变形公式：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。 4．路端电压与外电阻的关系：U外＝E－U内＝E－r。 结论：(1)R增大→U外增大；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0。 5．路端电压与电流关系 (1)公式：U外＝E－Ir。 (2)图像(U-I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r。 1.观察如图所示的电路，回答以下问题。 (1)闭合开关S1、S2、S3，双刀双掷开关接直流电源，S2′断开时三个灯泡有什么实验现象？ 提示：L1、L3发光，L3较亮、L2不发光。 (2)闭合开关S1、S2、S3，双刀双掷开关接交流电源，S2′断开和闭合时三个灯泡有什么实验现象？ 提示：S2′断开和闭合，L1、L3不受影响，L2都能发光，但S2′闭合时L2更亮。 2．如图为闭合电路中的电势变化情况的示意图，试说明哪部分是外电路、内电路，电势是如何变化的？电源电动势为多大？ 提示：从A直接到B为外电路，电势逐渐降低；从B到C到A为内电路，在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升”——BC 和DA化学反应层；电源电动势为BC＋DA。 3．(1)大小各异的各种干电池的电动势均为1.5 V，1.5 V 的物理意义是什么？电动势的大小与是否耐用(提供电能多少)有关系吗？ (2)电动势与电压的本质相同吗？ 提示：(1)干电池的电动势为1.5 V，说明在电源内部移送1 C的电荷量，非静电力做功将1.5 J的化学能转化为电能，大小不同的电池能够移送的总电荷量不同，因此电池是否耐用与电动势大小无关。 (2)电动势与电压的本质不同，电动势是反映非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小，它只由电源本身决定，与外电路无关；而电压反映了静电力做功将电能转化为其他形式的能的本领大小，它由电源、导体电阻及导体的连接方式共同决定。 4．如图所示，为一闭合电路的连接方式，请对以下结论作出判断。 (1)在闭合电路中，沿着电流的方向电势一定降低。(×) (2)闭合电路中电流与内外电路电阻之和成反比。(√) (3)外电路短路时，电路中的电流无穷大。(×) (4)电源断路时，电流为零，路端电压也为零。(×) 新知学习(一)|电动势的理解和应用 [任务驱动] 如图所示是闭合电路中电势升降的一个比喻。 请思考图中左边的升降机在闭合电路中相当于哪个元件？ 升降机对儿童做功相当于闭合电路中的什么力做功？ 提示：升降机相当于电源，升降机对儿童做功相当于闭合电路中非静电力对电荷做功。　　　　 [重点释解] 1．电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能的