《课时讲练通》学高中物理人教版选修教师用书配套第二章闭合电路的欧姆定律详解.ppt

7　闭合电路的欧姆定律 重点:1.推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。 2.路端电压与负载的关系。 难点:1.对内外电路电势降落的理解。 2.分析路端电压与负载的关系。 1.知道闭合电路可分为外电路和内电路,知道闭合电路中的外电压和内电压。 2.知道电源的电动势和内电阻的意义,理解闭合电路的欧姆定律。 3.了解路端电压与外电阻的关系,学习用局部和整体的关系分析解决问题的思想方法。 核心提示 目标定位 一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的组成: (1)外电路:_________的电路,在外电路中,沿电流方向电势 _____。 (2)内电路:_________的电路,在内电路中,沿电流方向电势 _____。 2.闭合电路中的能量转化:根据能量守恒定律,_____________ 等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。 电源外部 降低 电源内部 升高 非静电力做功 3.闭合电路欧姆定律: (1)内容:闭合电路的电流跟电源的_______成正比,跟内、外电 路的_____之和成反比。 (2)公式:I=______。 (3)适用范围:_______电路。 (4)常用的变形公式及适用范围。 ①公式:E=______或U=_____。 ②适用范围:任何闭合电路。 电动势 电阻 纯电阻 U外+U内 E-Ir 二、路端电压与负载的关系 1.外电阻R增大 电流I_____ 路端电压U_____ 外电阻R增大到无限大(断路) 电流I=__ 路端电压U=__ 2.外电阻R减小 电流I_____ 路端电压U_____ 外电阻R=0(短路) 电流I= 路端电压U=__ 减小 增大 0 E 增大 减小 0 一、判一判 1.电源的电动势实质上就是电源两极之间的电压。(　　) 2.电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压。(　　) 3.电动势越大,电源两极之间的电压一定越高。(　　) 提示：1.×。电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,而电压是电场中两点间的电势差。 2.×。当电源开路时,电源两极之间的电压在数值上等于电源的电动势。 3.×。在闭合电路中,电源两极之间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小,当电源短路时,路端电压为零。 二、想一想 手电筒中的电池用久了,虽然电动势没减少多少,但小灯泡却不怎么亮,为什么? 提示：电池用久了,电动势并没明显减小,但内阻却明显变大,因而使电路中的电流很小,导致小灯泡很暗。 主题一 闭合电路欧姆定律 【情境探究】用电压表分别测量新干电池和旧干电池两极的电压(近似等于电动势),你有什么发现?若用新干电池和旧干电池分别对同一规格的小灯泡供电,小灯泡的亮度有何不同?怎样解释这一现象? 试结合上述现象讨论: 1.探究闭合电路中电势的变化: (1)在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 提示：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。 (2)在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 提示：沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从低电势处移到高电势处。 2.探究闭合电路欧姆定律: (1)结合下图,根据能量转化与守恒定律推导纯电阻电路的闭合 电路欧姆定律。 提示：根据能量守恒定律，W=Q外+Q内,即EIt=I2Rt+I2rt,则有 E=IR+Ir或者 (2)电源的电动势和内、外电路上的电压关系是怎样的?试推导此关系。 提示：根据欧姆定律,外电路两端的电势降落U外=IR,习惯上称为路端电压,内电路的电势降落U内=Ir,习惯上称为内电压,代入E=IR+Ir,得E=U外+U内,此式表明,电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 【规律方法】闭合电路中的电功率和电源的效率 (1)电源的总功率：P=EI=(U+U′)I，若外电路是纯电阻电路，还有P=I2(R+r)= (2)电源内部消耗的功率：P内=I2r=U′I= (3)电源的输出功率：P出=P总-P内=EI-I2r=UI， 若外电路为纯电阻电路，还有P出=I2R。 (4)电源的效率 (最后一个等号只适用于纯电阻电路)。 电源的输出功率P出= 当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为 【误区警示】电动势的几个注意问题 (1)电动势与电压有本质的区别，不能认为电动势就是电压： 电动势 (2)电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极 间的电压。 (3)电动势是标量，为了研究问题方便，通常规定一个方向， 与电源内部电流的方向相同，即由电源的负极经内电路指向 正极。 【典例1】(2013·咸阳高二检测)如图所示,电源电动势E=