闭合电路的欧姆定律 导学案

闭合电路的欧姆定律导学案编题：项春梅审查：物理组一、学习目标1、理解电动势的定义，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、知道电源的电动势等于内、外电路上的电势降落之和3、理解闭合回路的欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题4、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化二、自主学习（一）．闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的组成（1）闭合电路：用导线把，连成的电路。（2）外电路：的电路，在外电路中，正电荷在的作用下由正极移向负极，因此，沿电流方向电势。（3）内电路：的电路，在内电路中，把正电荷由负极移到正极，则沿电流方向电势升高。2.闭合电路中的能量转化如图所示，电路中的电流为I，在时间t内，，等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt=3.闭合电路的欧姆定律（1）内容：闭合电路的电流跟电源的成正比，跟内，外电路的成反比。（2）公式：I=（3）适用范围：。（4）常用公式公式：结论：电动势等于内外电路之和适用范围：任何闭合电路（二）．路端电压与负载的关系1.路端电压外电路上总的实际上就是外电压。2.路端电压与电流的关系（1）公式：U=。（2）U-I图像：是一条倾斜的直线，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。3.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增大，当R增大到无限大（断路）时，I=0，U=E,可由此测出电源两极间的电压，即为电动势。ERrI（2）外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U，当R减小到零时，U=0，I=rE，因为r很小，则此时I很大，会烧坏电源，甚至引起火灾。三．合作探究（一）闭合电路的功率分析1．电源的总功率：P总＝EI＝IU外＋IU内＝P出＋P内．是电源在单位时间内对电路提供的电能.若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．是电源内阻上损失的功率.3．电源的输出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．是电源对外电路提供的功率.若外电路是纯电阻电路，则有P出＝I2R＝E2R＋2＝E2－2R＋4r.由上式可以看出(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E24r.(2)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小．(3)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大．(4)当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.(5)P出与R的关系如图4所示．图44．电源的效率η＝P出P总×100%＝UE×100%＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%因此R越大，η越大；当R＝r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.η－R图象如图5所示．图5（二）．动态直流电路的分析电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A．电压表和电流表读数都增大B．电压表和电流表读数都减小C．电压表读数增大，电流表读数减小D．电压表读数减小，电流表读数增大四．典型例题例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1.6V和0.4A。当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势。例2.如图所示，直线a为电源的U—I图线，直线b为电阻R的伏安特性图线，用该电源和两个电阻R串联组成闭合电路时，电源的输出功率为多大？例3.如图6所示，电源电动势E＝3V，内阻r＝3Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？U/VO6I/A42123abAVE,rR1R2Rab例4.如图所示，发电机的内阻r=0.1Ω，负载电阻R=22Ω，电路中的电流I=10A，每根连接导线的电阻RL=0.1Ω，则发电机的电动势E=__________V，电源的输出功率P出=______W，发电机的功率P=_________W。五．随堂练习1.下列说法中正确的是（）A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D.电动势越大，电源两极间的电压一定越高2.将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为（）A.2RR21B.2121RRRRC.21RRD.2121RRRR3.如图7所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大4.如图所示电路中，R1=R2=R3=1Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8V，当S闭合时，电压表示数为1V，求电源电动势与内电阻。5.如图所示电路中，电源电动势E=10V，内电阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω，电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：（1）电源释放的电功率。（2）电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率。（3）电源的输出功率。