内容正文:
人教版·选修3-1
第7节 闭合电路的欧姆定律
第二章 恒定电流
1.理解闭合电路的欧姆定律及其表达式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和,知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。2.理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。3.掌握外电路断路和短路两种特殊情况下的特点。4.熟练应用闭合电路的欧姆定律解决有关电路问题。
01课前自主学习
一、闭合电路的欧姆定律
1.闭合电路的组成及电流流向
2.闭合电路中的能量转化
如图所示,电路中电流为I,在时间t内, 做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即W非=EIt= 。
非静电力
eq \o(□,\s\up4(10))I2Rt+I2rt
3.闭合电路欧姆定律
二、路端电压与负载(外电阻)的关系
1.路端电压与电流的关系
(1)公式:U= 。
(2)图象(UI图象),该直线与纵轴交点的纵坐标表示
,斜率的绝对值表示电源的 。
E-Ir
电动势
内阻
2.路端电压随外电阻的变化规律
(1)外电阻R增大时,电流I ,外电压U ,当R增大到无限大(断路)时,I= ,U= ,即断路时的 等于电源 。
(2)外电阻R减小时,电流I ,路端电压U
,当R减小到零时,即电源短路时I= ,U= 。
减小
增大
0
E
路端电压
电动势
eq \o(□,\s\up4(10))增大
eq \o(□,\s\up4(11))减小
eq \o(□,\s\up4(12))
eq \f(E,r)
eq \o(□,\s\up4(13))0
(1)电源电动势越大,电流一定越大。( )
(2)当外电路断路时,电源两端的电压在数值上等于电动势。( )
(3)在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电路上电压之和,所以电动势实质上就是电压。( )
(4)电源一定时,外电路的电阻越大,路端电压就越大。( )
(5)路端电压增大时,电源的输出功率一定变大。( )
(6)电源断路时,电流为零,所以路端电压也为零。( )
×
√
×
√
×
×
02 课堂合作探究
考点 对闭合电路欧姆定律的进一步理解
闭合电路欧姆定律各种表达式的意义及适用条件
例1 如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A。当S断开时,它们的示数分别改变0.1 V 和0.1 A,求电源的电动势和内阻。
请简述本题的解题思路?
提示:解答本题可根据E=U+Ir,结合题设条件,列方程组求解。
[规范解答] 当S闭合时,R1、R2并联接入电路,当S断开时,只有R1接入电路,此时路端电压增大、干路电流减小。
当S闭合时,由闭合电路欧姆定律得:
U=E-Ir,即1.6=E-0.4r①
当S断开时,只有R1接入电路,由闭合电路欧姆定律得:
U′=E-I′r,即1.6+0.1=E-(0.4-0.1)r②
由①②得:E=2 V,r=1 Ω
[完美答案] 2 V 1 Ω
闭合电路问题的求解方法
(1)分析电路特点:认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表是测量哪一部分的电压,电流表是测量哪个用电器的电流。
(2)求干路中的电流:若各电阻阻值和电动势都已知,可用闭合电路的欧姆定律直接求出;也可以利用各支路的电流之和来求。
(3)求解部分电路的电压和电流时,应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求解。
eq \a\vs4\al([变式训练1]) 某电路当外电路断开时,路端电压为3 V,接上8 Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4 V,则可以判定该电路中电源的电动势E和内电阻r分别为( )
A.E=2.4 V,r=1 Ω B.E=3 V,r=2 Ω
C.E=2.4 V,r=2 Ω D.E=3 V,r=1 Ω
解析 当外电路断开时,电动势和路端电压相等,故E=3 V,根据I=eq \f(U,R),U=E-Ir=E-eq \f(U,R) r得r=2 Ω,故选B。
考点 闭合电路的功率和效率
1.各部分功率关系分析(外电阻R为纯电阻)
由EIt=U外It+I2rt=I2Rt+I2rt知
EI=U外I+I2req \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(P电源=EI=\f(E2,R+r)=I2R+r,P外=U外I=I2R=\f(U\o\al(2,外),R),P内=U内I=I