第4章 第2节 闭合电路的欧姆定律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（粤教版2019）

第二节　闭合电路的欧姆定律 课程内容要求 核心素养提炼 1.理解闭合电路欧姆定律 2．能用欧姆定律分析电路中的实际问题 1.物理观念：通过观察电路，形成闭合电路的概念，通过分析电荷在导体中的运动，形成电动势的概念 2．科学思维：了解内电路、外电路，理解闭合电路欧姆定律的内涵，并能进行简单计算 3．科学探究：通过类比方法，加深对电动势的理解，通过理论分析，得出路端电压与负载之间的关系 4．科学态度与责任：了解各种型号的电池，通过欧姆定律可以解决电路中的简单问题 [对应学生用书P83] 一、电动势 1．非静电力 (1)非静电力的作用：电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，把其他形式的能转化为电势能． (2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用． 2．电动势 (1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小． (2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．即E＝. (3)单位：伏特(V)． (4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电源的体积无关． [思考] 市面上有形形色色的电池，它们产生电能的“本领”一样吗？如何比较不同电池发电“本领”的高低呢？ 提示　不一样．通过比较电动势判断产生电能“本领”的高低． 二、研究闭合电路欧姆定律 1．闭合电路的组成 闭合电路由内电路和外电路两部分组成． 2．闭合电路的欧姆定律 [判断] (1)闭合电路中沿着电流的方向电势一定降低．(×) (2)在纯电阻电路中，闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比．(√) 三、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势降落． 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)U­I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． [思考] 生活中经常会出现这种现象：平时打开灯，灯光非常明亮，但是到了夏季用电高峰期，灯光就会变得昏暗起来，试分析其中原因． 提示　当外电路并联的用电器增多时，外电阻减小，则总电流增大，内阻消耗的电压增大，路端电压减小，导致灯光变暗． [对应学生用书P84] 探究点一　电动势 1．对电动势的理解：利用抽水机类比电源．类比可知，抽水机对水的作用力相当于非静电力，抽水机对水做功相当于非静电力做功，重力相当于静电力，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电源． 抽水机抽水 抽水机外A→B 水从高处流向低处 水的重力做 正 功 重力势能转化为其他形式的能 抽水机内B→A 水从低处被抽到 高处 抽水机对水做正 功 其他形式的能转化为重力势能 电源 供电 电源外部正极→负极 正电荷从高电势处向低电势处运动 电场力做正功 电能转化为其他形式的能 电源内部负极→正极 正电荷由低电势处被移到高电势处 非静电力做正功 其他形式的能转化为电能 [易错提醒]　与抽水机类比，电动势相当于抽水机的抽水高度. 2.电动势与电势差的区别 项目 电压(电势差)UAB 电源电动势E 意义 表示静电力做功，将电能转化成其他形式的能的本领 表示非静电力做功，将其他形式的能转化成电能的本领 定义 UAB＝，将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端时，静电力做的功 E＝，将单位电荷量的正电荷在电源内从负极移到正极时，非静电力做的功 决定因素 由电源及导体电阻、导体连接方法决定 由电源本身决定，与其他因素无关 测量方法 将电压表并联在被测电路两端 将内阻很大的电压表并联在电源两端，且外电路断开 联系 电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外 [易错提醒]　电势差的正负有一定的物理意义，而电动势一般只取正值. 有一铅蓄电池，在其内部将2×10－5C的电子从正极移到负极需要3×10－2s的时间，此过程中非静电力做功为4×10－5J，则该铅蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2 A，供电10 min，非静电力做功是多少？ 解析　电动势 E＝＝ V＝2 V， 非静电力做的功 W′＝Eq＝EIt＝2×0.2×60×10 J＝240 J. 答案　2 V　240 J [训练1]　关于电源的说法不正确的是(　　) A．电源外部存在着由正极指