18-19 第4章 4.1 探究闭合电路欧姆定律

第4章探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定律课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页学习目标知识脉络1.知道闭合电路的组成，理解电动势和内阻的概念．(难点)2．了解路端电压、内电压，知道路端电压与负载的关系．3．理解闭合电路欧姆定律，会用闭合电路欧姆定律分析问题．(重点、难点)课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[自主预习·探新知][知识梳理]一、路端电压和内电压1．全电路：含有的电路叫作电路，也叫全电路．2．路端电压：(即电源两极间)的电压．3．内电压：的电压．电源闭合外电路两端电源内部课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页二、电源的作用——电动势1．定义：电源内部移送电荷所做的功．2．公式：E＝.3．物理意义：描述电源搬运电荷本领大小的物理量．4．单位：国际单位制中，E的单位是，符号为.5．电动势与路端电压、内电压的关系：E＝．W非q非静电力单位非静电力伏特VU外＋U内课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页三、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路中的电流跟电源的成正比，跟内、外电路的成反比．2．公式：I＝.ER＋r电动势电阻之和课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)电源外部有电压，电源内部没有电压．()(2)电动势就是电源两端的电压．()(3)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大．()(4)当电源短路时，路端电压等于电源的电动势．()(5)由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接．()(6)电源断开时，电流为零，所以路端电压也为零．()××√×√×课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页【提示】(1)×电源内部也有电压．(2)×电动势和电压是不同的概念．(4)×电源短路时，路端电压为零．(6)×电源断开时，路端电压等于电动势．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．(多选)下列关于电源的说法，正确的是()【导学号：69682188】A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C．电源的电动势与外电路有关D．在电源内从负极到正极电势升高课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页BD[电源向外提供的电能多，说明电源储存的能量多，而电动势表示电源内非静电力做功时把其他形式的能转化为电能的本领，故A错误，B正确；电源电动势由电源本身决定，与外电路无关，C错误；在电源内从负极到正极电势升高，D正确．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页3．(多选)若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()A．U＝2U′B．U′＝E－UC．U＝E＋IrD．U＝RR＋r·EBD[由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋U′＝Ir＋IR，U＝IR，可推得：U′＝E－U，U＝Er＋R·R.故B、D正确，A、C错误．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页4.如图4­1­1所示的电路中，把R由2Ω改变为6Ω时，电流强度减小为原来的一半，则电源的内电阻应为()【导学号：69682189】图4­1­1A．4ΩB．8ΩC．6ΩD．2Ω课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页D[根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2Ω时，E＝I(2＋r)，当R＝6Ω时，E＝I2(6＋r)，解得r＝2Ω，故D正确．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[合作探究·攻重难]电源电动势的理解1．电源在电路中的作用如图4­1­2所示，电源能不断地将流到负极的正电荷，在电源内部通过非静电力做功再搬运到正极，从而保持正、负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流．图412课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．电动势与电压电动势电压物理意义不同表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领数值大小不同数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功决定因素不同由电源本身决定由电源、导体的电阻及导体的连接方式决定联系电路闭合：E＝U内＋U外；电路断开：E＝U外课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(多选)关于电源，下列说法中正确的是()A．在电源内部把正电荷从负极移动到正极，非静电力做功，电势能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页AC[电源内部存在由正极指向负极的静电场，静电力阻碍电源内电荷的运动，非静电力克服这种阻碍使正电荷由负极向正极运动，增加了电势能，A对．电源的电动势在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功，做功越多，电动势越大，B错，C对．电动势大小表示非静电力移动电荷的本领大小，而不是移动电荷的数量多少，D错．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页静电力与非静电力做功的比较(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功．通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功．静电力做功将电能转化为其他形式的能．(3)在整个电路上，非静电力做的功与静电力做的功相等．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[针对训练]1．如图4­1­3为电源和导线内移送电荷的情况．则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于()图4­1­3A．电源电动势B．电路中电流的大小C．电源的内阻D．电源的容量课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页A[移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W＝Eq.题干中限定了单位正电荷，可见W的数值只取决于E，故A对，B、C、D错．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2．下列对电源电动势概念的认识中正确的是()【导学号：69682190】A．电源电动势等于电源两极间的电压B．在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页B[电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压，若电路闭合时由于存在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动势，故A项错．电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电量时，电源提供的电能越多，电动势就越大，并不是电源把其他形式能转化为电能越多，电动势就越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的时间、用电情况有关，故C项错．电动势和电势差意义不同，电势差是表示电能转化为其他形式能的本领的物理量，故D项错．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页闭合电路欧姆定律的理解和应用1．闭合电路欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I＝ER＋r电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路E＝I(R＋r)①E＝U外＋Ir②E＝U外＋U内③电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页2.路端电压U随电流I变化的图像(U­I关系图)图4­1­4(1)U­I图像的函数表达式：U＝E－Ir.(2)U­I图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(3)两个特点①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻．②两个特殊状态：当外电路断开时(R＝∞)，I变为零．Ir＝0，U＝E；当电源两端短路时(R＝0)，此时电流I短＝Er(短路电流)．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页(多选)如图4­1­5是根据某次实验记录数据画出的U­I图像，下列关于这个图像的说法中正确的是()图4­1­5A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3.0VB．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6AC．根据r＝EI短，计算出待测电源内电阻为5ΩD．根据r＝ΔUΔI，计算出待测电源内电阻为1Ω课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页思路点拨：①根据U­I图像，纵轴截距表示电动势．②由于纵轴上数据不是从零开始，所以横轴截距不表示短路电流，内阻只能用r＝ΔUΔI计算．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页AD[由闭合电路欧姆定律可知：U＝E－Ir，由数学知识可知，纵轴截距为电源的电动势，故电动势为E＝3.0V，故A正确；图像的斜率表示电源的内阻，即r＝ΔUΔI＝3－2.40.6Ω＝1Ω，故D正确，C错误；当外电路电阻R＝0时，外电路短路，短路电流为I短＝Er＝31A＝3A，故B错误．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页电源U­I图像的两大误区(1)路端电压U越大，对应的电流越小．原因是闭合电路中负载电阻越大，电流越小，而路端电压越大．(2)横轴截距不一定是短路电流，当纵轴标数从零开始时，横轴截距为短路电流，当纵轴标数不是从零开始时，横轴截距不等于短路电流，这一点是需要特别注意的．课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页[针对训练]3.(多选)图4­1­6为某电源的U­I曲线，由图可知()【导学号：69682191】图4­1­6A．电源电动势为2VB．电源内电阻为13ΩC．电源短路时电流为6AD．路端电压为1V时，电路中电流为5A课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页AD[根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir＝－rI＋E，可见U­I图像的纵轴截距即为电源的电动势，图像斜率的绝对值即为电源的内电阻r，由图像可得：电动势E＝2V，内阻r＝2－0.86Ω＝0.2Ω，故A正确，B错误；当外电阻为0时，电源短路，则短路电流I短＝Er＝20.2A＝10A，故C错误；当U＝1.0V时，由E＝U＋Ir可得，I＝E－Ur＝2－1.00.2A＝5.0A，故D正确．]课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页4．如图4­1­7所示，电动势为2V的电源跟一个阻值R＝9Ω的电阻连接成闭合电路，测得电源的两端电压为1.8V，求电源的内阻．图4­1­7课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页【解析】通过电阻R的电流为I＝UR＝1.89A＝0.2A由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，得电源内阻r＝E－UI＝2－1.80.2Ω＝1Ω.【答案】1Ω课时分层作业当堂达标•固双基自主预习•探新知合作探究•攻重难返首页闭合电路的动态分析问题1．引起电路特性发生动态变化的主要原因(1)滑动变阻器滑片位置的改变，使电路的电阻发生变化．(2)开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化．