高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律课件新人教版.ppt

,第二章,恒定电流,7,闭合电路的欧姆定律,学习目标,1.,了解内电路、外电路，知道电动势等于内外电路电势降落之和,.,2.,掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算,.,3.,会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系,.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、闭合电路的欧姆定律,导学探究,如图,1,为闭合电路的组成,.,(1),在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？,在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高,.,答案,图,1,(3),闭合电路的电流,I,与电动势,E,、外电阻,R,和内电阻,r,的关系怎样？,(2),若电源电动势为,E,，电路中的电流为,I,，在,t,时间内非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？,EIt,I,2,rt,I,2,Rt,EIt,I,2,Rt,I,2,rt,答案,答案,图,1,知识梳理,1.,内、外电路中的电势变化,外电路中电流由电源,流向,，沿电流方向电势,，内电路中电流由电源,流向,，沿电流方向电势,_.,2.,闭合电路中的能量转化,如图,2,所示，电路中电流为,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,.,正极,负极,降低,负极,正极,升高,非静电力做的功,I,2,Rt,I,2,rt,图,2,3.,闭合电路的欧姆定律,(1),内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成,，跟内、外电路的,成反比,.,(2),公式：,I,_(,适用于纯电阻电路,),(3),其他两种表达形式,E,U,外,(,适用于任意电路,),E,IR,(,适用于纯电阻电路,),正比,电阻之和,U,内,Ir,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),电动势越大，闭合电路的电流越大,.(,),(2),电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小,.(,),(3),E,U,Ir,适用于任何电路,.(,),(4),某电源电动势为,10 V,，内阻为,2,，外接一线圈电阻为,8,的电动机，则电路中的电流为,1 A.(,),二、路端电压与负载的关系,导学探究,(1),在如图,3,所示的电路中，电源的电动势,E,10 V,，内电阻,r,1,，试求当外电阻分别是,3,、,4,、,7,时所对应的路端电压,.,通过数据计算，你发现了怎样的规律？,答案,外电压分别为,7.5 V,、,8 V,、,8.75 V.,随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大,.,图,3,(2),如图,4,所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压,U,与电流,I,的,U,I,图象，图线与纵轴的交点、与横轴交点,(,纵坐标从零开始,),、斜率的绝对值的物理意义各是什么？,答案,图,4,1.,路端电压与负载的关系,(1),路端电压的表达式：,U,.,(2),路端电压随外电阻的变化规律,当外电阻,R,增大时，由,I,可知电流,I,，路端电压,U,E,Ir,_,.,当外电阻,R,减小时，由,I,可知电流,I,，路端电压,U,E,Ir,_,.,两种特殊情况：当外电路断开时，电流,I,变为,，,U,.,即断路时的路端电压等于,.,当电源短路时，外电阻,R,0,，此时,I,.,知识梳理,E,Ir,减小,增大,增大,减小,0,E,电源电动势,2.,路端电压与电流的关系图象,(,图,5),(1),U,轴截距表示,，纵坐标从零开始时，,I,轴截距等于,_.,(2),直线,等于电源的内阻，即内阻,r,_.,电源电动势,短路电流,斜率的绝对值,图,5,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大,.(,),(2),电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零,.(,),(3),外电路短路时，电路中的电流无穷大,.(,),(4),在,U,I,图象中，无论纵坐标是否从零开始，,I,轴截距都等于短路电流,.(,),2,题型探究,一、闭合电路欧姆定律的应用,闭合电路欧姆定律的几种表达形式,(2),电压形式：,E,Ir,IR,或,E,U,内,U,外,，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和,.,(3),能量形式：,qE,qU,外,qU,内,，是能量转化本质的显现,.,(4),功率形式：,IE,IU,外,IU,内,或,IE,IU,外,I,2,r,.,例,1,在图,6,所示的电路中，,R,1,9,，,R,2,5,，当,a,、,b,两点间接理想的电流表时，其读数为,0.5 A,；当,a,、,b,两点间接理想的电压表时，其读数为,1.8 V.,求电源的电动势和内电阻,.,图,6,答案,解析,3 V,1,当,a,、,b,两点间接理想的电流表时，,R,1,被短路，回路中的电流,I,1,0.5 A,，由闭合电路欧姆定律得：,E,I,1,(,R,2,r,),当,a,、,b,两点间接理想的电压表时，,由闭合电路欧姆定律得：,E,I,2,(,R,2,R,1,r,),联立,并代入数据，解得：,E,3 V,，,r,1.,规律总结,解决闭合电路问题的一般步骤,1.,分析电路特点：认清各元件之间的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量流过哪个用电器的电流；,2.,应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流；,3.,根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流,.,针对训练,1,如图,7,所示，电源电动势为,6 V,，内阻为,1,，,R,1,5,，,R,2,10,，滑动变阻器,R,3,阻值变化范围为,0,10,，求电路中的总电流的变化范围,.,图,7,答案,解析,0.55 A,1 A,当,R,3,阻值为零时，,R,2,被短路，外电阻最小，电流最大,.,R,外,R,1,5,，,二、,U,I,图象的理解和应用,图,8,答案,解析,在本题的,U,I,图线中，纵轴截距表示电源电动势，,A,正确；,横轴截距表示短路电流，,C,错误；,针对训练,2,(,多选,),如图,9,所示，甲、乙为两个独立电源,(,外电路为纯电阻,),的路端电压与通过它们的电流,I,的关系图线，下列说法中正确的是,A.,电源甲的电动势大于电源乙的电动势,B.,电源甲的内阻小于电源乙的内阻,C.,路端电压都为,U,0,时，它们的外电阻相等,D.,电流都是,I,0,时，两电源的内电压相等,图,9,答案,解析,图线与,U,轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与,U,轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故,A,正确；,图线的斜率的绝对值表示电源内阻,(,电动势与短路电流的比值,),，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故,B,错误；,甲、乙两图线的交点坐标为,(,I,0,，,U,0,),，外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等，故,C,正确；,电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即,U,内,Ir,，因为甲的内阻比乙的内阻大，所以当电流都为,I,0,时，甲电源的内电压较大，故,D,错误,.,故选,A,、,C.,达标检测,3,1.,将内阻为,0.5,的电池组与阻值为,0.75,的电阻、标有,“,6 V,7.2 W,”,的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是,A.6 V B.7.5 V,C.9 V D.10.5 V,答案,1,2,3,4,2.(,多选,),如图,10,所示电路中，电源电动势,E,9 V,、内阻,r,3,，,R,15,，下列说法中正确的是,A.,当,S,断开时，,U,AC,9 V,B.,当,S,闭合时，,U,AC,9 V,C.,当,S,闭合时，,U,AB,7.5 V,，,U,BC,0,D.,当,S,断开时，,U,AB,0,，,U,BC,0,答案,1,2,3,4,图,10,解析,3.(,多选,),如图,11,所示为闭合电路中两个不同电源的,U,I,图象，则下列说法中正确的是,A.,电动势,E,1,E,2,，短路电流,I,1,I,2,B.,电动势,E,1,E,2,，内阻,r,1,r,2,C.,电动势,E,1,E,2,，内阻,r,1,r,2,D.,当工作电流变化量相同时，电源,2,的路端电压变化较大,答案,解析,1,2,3,4,图,11,由闭合电路的欧姆定律得,E,U,Ir,.,当,I,0,时电动势,E,等于路端电压,U,，即,U,I,图线和,U,轴的交点就是电源电动势，由题图知，两电源的电动势相等,.,当,U,0,时,I,，,U,I,图线和,I,轴的交点就是短路电流，由题图知,I,1,I,2,，,A,正确,.,而,r,，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知,r,1,r,2,，,B,、,C,错误,.,当工作电流变化量相同时，因为,r,1,r,2,，电源,2,内电压变化较大，由闭合电路的欧姆定律,E,U,外,U,内,，可知电源,2,的路端电压变化较大，,D,正确,.,1,2,3,4,4.,如图,12,所示，电源的电动势,E,1.5 V,，内阻,r,0.5,，电阻,R,1,R,2,，当开关,S,1,闭合、,S,2,断开时，通过电源的电流为,1 A.,当开关,S,1,、,S,2,都闭合时，求通过电源的电流和路端电压,.,答案,解析,图,12,1,2,3,4,1.5 A,0.75 V,1,2,3,4,本课结束,