河北师大附中高二物理选修31闭合电路欧姆定律.pptx

河北师大附中河北师大附中 李喜昌李喜昌Unit2恒定电流恒定电流电动势电动势E的物理意义及定义式？的物理意义及定义式？太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池创设情境创设情境 V1.1.1.1.怎样测量电池的电动势？怎样测量电池的电动势？怎样测量电池的电动势？怎样测量电池的电动势？2.2.把小灯泡接入电路，电压表读数小于把小灯泡接入电路，电压表读数小于把小灯泡接入电路，电压表读数小于把小灯泡接入电路，电压表读数小于1.5V1.5V，为什么不，为什么不，为什么不，为什么不是是是是1.5V1.5V呢？是谁呢？是谁呢？是谁呢？是谁“偷走了偷走了偷走了偷走了”电压吗？电压吗？电压吗？电压吗？创设情境创设情境V1 1 1 1、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？学生阅读课本学生阅读课本P601-3段段2分钟分钟自主学习自主学习2 2 2 2、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化？为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势？为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势？为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势？为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势如何变化？为什么？如何变化？为什么？如何变化？为什么？如何变化？为什么？温馨提示：电源内阻上有没有电势的变化？1.闭合电路的组成闭合电路的组成外电路外电路内电路内电路内电路内电路SR+RS+rE问题归纳问题归纳2.电路中电势降落关系电路中电势降落关系U内内U外外E结论：结论：E=U外外+U内内ErR RS+电流电流+电动势电动势问题归纳问题归纳思考：电动势是如何产生的？电源内部电势是如何升高的？ababcdbdac3.电路中电势降落关系电路中电势降落关系问题归纳问题归纳学生阅读学生阅读P60P61内容内容（3 3分钟）分钟）分钟）分钟）自主学习自主学习1.1.外电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？外电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。2.2.内电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？内电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。静电力做正功，电势能转化为内能。3.3.在电池内部的两个反应层内非静电力对电荷做什在电池内部的两个反应层内非静电力对电荷做什么功？能量如何转化？么功？能量如何转化？非静电力做正功，把化学能转化为电势能。非静电力做正功，把化学能转化为电势能。非静电力做正功，把化学能转化为电势能。非静电力做正功，把化学能转化为电势能。Q外外=I2RtQ内内=I2rtW=Eq=EIt4.4.根据能量守恒定律能得出什么结论？根据能量守恒定律能得出什么结论？E=IR+IrW=Q外外+Q内内E=U外外+U内内2、理论和实验依据：、理论和实验依据：3、三种表述：、三种表述：1、研究内容、研究内容：闭合电路中的电流跟哪些因素有关系闭合电路中的电流跟哪些因素有关系。4、适用条件：、适用条件：适用于纯电阻电路，适用于纯电阻电路，适用于任意电路。适用于任意电路。（1）实验依据：欧姆最早通过实验证明。）实验依据：欧姆最早通过实验证明。（1）文字表述。闭合电路中的）文字表述。闭合电路中的电流电流I 跟电源的跟电源的电动势电动势E成成正正比比,跟跟内外电路的电阻之和内外电路的电阻之和R+r成成反反比比（2）公式表述。）公式表述。或或问题归纳：怎样学好闭合电路欧姆定律？问题归纳：怎样学好闭合电路欧姆定律？（2）理论推导：根据能量守恒定律推导得出。）理论推导：根据能量守恒定律推导得出。E=IR+Ir例例1：在如图所示的电路中，电源的电动势为在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为，内阻为0.12，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38，求电路中的电流和路端电压求电路中的电流和路端电压.解：由闭合电路欧姆定律，解：由闭合电路欧姆定律，解：由闭合电路欧姆定律，解：由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为电路中的电流为电路中的电流为电路中的电流为路端电压路端电压路端电压路端电压RSEr反馈练习反馈练习一、实验研究一、实验研究1.目的目的：2.器材器材：3.线路图线路图：路端电压跟外电阻的关系路端电压跟外电阻的关系电源、电键、电源、电键、导线、伏特表、滑动变阻器导线、伏特表、滑动变阻器、电流表、电阻电流表、电阻AV探究路端电压跟外电阻的关系探究路端电压跟外电阻的关系4.结论结论：l当外电阻增大时，电流当外电阻增大时，电流 ，路端电压路端电压 。l当外电阻减小时，电流当外电阻减小时，电流 ，路路端电压端电压 。减小减小增大增大增大增大减小减小路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。IRrU内内U外外ERIU内内U外外E.r 一定一定I=ER+rU内内=Ir E=U外外+U内内RIU内内U外外E.r 一定一定I=ER+rU内内=Ir E=U外外+U内内探究路端电压跟外电阻的关系探究路端电压跟外电阻的关系二、理论推导二、理论推导1.理论根据理论根据：（1）闭合电路欧姆定律）闭合电路欧姆定律（2）部分电路欧姆定律）部分电路欧姆定律3.结论结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。2.逻辑推理逻辑推理：4.两种特例两种特例：探究路端电压跟外电阻的关系探究路端电压跟外电阻的关系二、理论推导二、理论推导R=0I=E/rU内内=EU外外=0E.r 一定一定I=ER+rU内内=Ir E=U外外+U内内（1）短路）短路（2）断路）断路R=I=0U内内=0U外外=EE.r 一定一定I=ER+rU内内=Ir E=U外外+U内内5.结论结论：当外电路短路时，电路中的电流当外电路短路时，电路中的电流I=E/r，內电压，內电压等于电动势；当外电路短路时，路端电压等于电动势。等于电动势；当外电路短路时，路端电压等于电动势。物理来自生活物理来自生活为什么晚上为什么晚上7、8点钟的时候家里面的灯看点钟的时候家里面的灯看起来很昏暗，而夜深人静时又变亮了呢？起来很昏暗，而夜深人静时又变亮了呢？s1s2L1L2L3RIU内内U外外E.r 一定一定I=ER+rU内内=Ir E=U外外+U内内例题例题:如图所示如图所示,R1=14、R2=9,当开关当开关S 切换到位置切换到位置1时时,电流表的示数为电流表的示数为I1=0.2A;当开关当开关S切换到位置切换到位置2时时,电电流表的示数为流表的示数为I2=0.3A.求求:电源的电动势电源的电动势 E 和内阻和内阻 r.AR1R212I1R1I2R2解：根据闭合电路欧姆定律得：解：根据闭合电路欧姆定律得：解：根据闭合电路欧姆定律得：解：根据闭合电路欧姆定律得：E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r消去消去消去消去E E，解出，解出，解出，解出r r，得，得，得，得r=I2I1代入数值得，代入数值得，代入数值得，代入数值得，r=1将将将将r r值代入方程值代入方程值代入方程值代入方程中，得中，得中，得中，得E=3V小试牛刀小试牛刀abcd二、电路中电势降二、电路中电势降落关系落关系课堂小结：课堂小结：内电路内电路一、认识闭合电路一、认识闭合电路ab外电路外电路三、闭合电路中能三、闭合电路中能量的转化量的转化1.1.在电池内部的两个反应层内非静电力克服静电力做功，在电池内部的两个反应层内非静电力克服静电力做功，在电池内部的两个反应层内非静电力克服静电力做功，在电池内部的两个反应层内非静电力克服静电力做功，把化学能转化为电势能；把化学能转化为电势能；把化学能转化为电势能；把化学能转化为电势能；2.2.在外电阻和内电阻上静电力做功，把电势能转化为内能；在外电阻和内电阻上静电力做功，把电势能转化为内能；在外电阻和内电阻上静电力做功，把电势能转化为内能；在外电阻和内电阻上静电力做功，把电势能转化为内能；Q外外=I2RtQ内内=I2rtW=Eq=EItW=Q外外+Q内内3.3.根据能量守恒定律得根据能量守恒定律得根据能量守恒定律得根据能量守恒定律得E=IR+Ir 四、闭合电路欧姆定律四、闭合电路欧姆定律明确三种表述和适用条件。明确三种表述和适用条件。明确三种表述和适用条件。明确三种表述和适用条件。1.P63 问题与练习问题与练习1-5题。题。2.练习册练习册P78-P80A组试题组试题 布置作业布置作业A组能力训练题组能力训练题11.在闭合电路中，下列叙述正确的是在闭合电路中，下列叙述正确的是 ()A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比整个电路的电阻成反比B.当外电路断开时，路端电压等于零当外电路断开时，路端电压等于零C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于当外电路短路时，电路中的电流趋近于D.当外电阻增大时，路端电压也增大当外电阻增大时，路端电压也增大ADA组能力训练题组能力训练题2如图为伏打电池示意图如图为伏打电池示意图,由于化学反应由于化学反应,在在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b.（1）（多选题）沿电流方向绕电路一周，非静）（多选题）沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是（电力做功的区域是（）A.R B.b C.r D.a（2）在如图所示回路的各区域内，）在如图所示回路的各区域内，电势升高的总和等于电源的电势升高的总和等于电源的_。（20092009年上海卷年上海卷年上海卷年上海卷1616）电动势电动势BD依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。解：题意解：题意解：题意解：题意“在在在在A A、B B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层两电极附近产生了很薄的两个带电接触层两电极附近产生了很薄的两个带电接触层两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a a、b”b”，则该区域即为非静电力作用的范围，故，则该区域即为非静电力作用的范围，故，则该区域即为非静电力作用的范围，故，则该区域即为非静电力作用的范围，故BDBD正确；正确；正确；正确；braBR铜铜锌锌AA组能力训练题组能力训练题33.关于电源电动势的说法，正确的是关于电源电动势的说法，正确的是 ()A.在某电路中每通过在某电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是，那么这个电池的电动势是0.5VB.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多CA组能力训练题组能力训练题44.单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于（电路，外电路中产生的热量仅决定于（）A.电流的大小，且与电流的平方成正比电流的大小，且与电流的平方成正比B.电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比C.路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比D.各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比CA组能力训练题组能力训练题55.在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为（变暗，这是因为（）A.电炉从电灯上分出了一部分电流电炉从电灯上分出了一部分电流B.输电线上电压增大，电灯上电压下降输电线上电压增大，电灯上电压下降C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压电炉的额定电压大于电灯的额定电压D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉原来电灯上的电压有一部分分给了电炉BA组能力训练题组能力训练题66.一电源一电源(电动势为电动势为E，内阻为，内阻为r)，当它和一标，当它和一标有有“6V,3W”的小灯泡构成闭合回路时的小灯泡构成闭合回路时,小灯泡小灯泡恰好正常发光恰好正常发光.如果该电源与一标有如果该电源与一标有“6V，6W”的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡 （）A.正常发光正常发光B.比正常发光暗比正常发光暗C.比正常发光亮比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小，故无法确定因不知电源内阻的大小，故无法确定BA组能力训练题组能力训练题7（20052005年北京春季理综年北京春季理综年北京春季理综年北京春季理综1818）7一一电电池池外外电电路路断断开开时时的的路路端端电电压压为为3V，接接上上8的的负负载载电电阻阻后后路路端端电电压压降降为为2.4V，则则可可以判定电池的电动势以判定电池的电动势E和内电阻和内电阻r为（为（）AE=2.4V，r=1 BE=3V，r=2 CE=2.4V,r=2 DE=3V,r=1B即即即即2.4+0.3 r=3 得得得得r=2解：解：解：解：外电路断开时的路端电压为外电路断开时的路端电压为外电路断开时的路端电压为外电路断开时的路端电压为3V3V，则，则，则，则E=3VE=3V接上接上接上接上88的负载电阻后的负载电阻后的负载电阻后的负载电阻后A组能力训练题组能力训练题88.如图所示的电路中，电阻如图所示的电路中，电阻R1=6，R2=3，S断开时，电流表示数为断开时，电流表示数为0.9A，S闭合时，电流闭合时，电流表示数为表示数为0.8A，则电源电动势为，则电源电动势为E=_V，内阻内阻r=_。5.76S S断开时，断开时，断开时，断开时，S S闭合时，电流表示数为闭合时，电流表示数为闭合时，电流表示数为闭合时，电流表示数为0.8A0.8A，通过，通过，通过，通过R R2 2的电流为的电流为的电流为的电流为1.6A,1.6A,总电流为总电流为总电流为总电流为2.4A2.4A，E=5.76V，r=0.4解：解：解：解：0.4解得解得解得解得E rR1R2SA9.如如图图所所示示为为两两个个不不同同闭闭合合电电路路中中两两个个不不同同电电源的源的U-I图象，则下列说法中正确的是（图象，则下列说法中正确的是（）A.电动势电动势E1=E2，短路电流，短路电流I1I2B.电动势电动势E1=E2.内阻内阻r1r2C电动势电动势E1E2，内阻，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源当两电源的工作电流变量相同时，电源2的的路端电压变化较大路端电压变化较大A组能力训练题组能力训练题9OUI12ADA组能力训练题组能力训练题10（20042004年全国理综卷年全国理综卷年全国理综卷年全国理综卷2323）10.电电动动势势为为E=12V的的电电源源与与一一电电压压表表和和一一电电流流表表串串联联成成闭闭合合回回路路。如如果果将将一一电电阻阻与与电电压压表表并并联联，则则电电压压表表的的读读数数减减小小为为原原来来的的1/3，电电流流表表的的读读数增大为原来的数增大为原来的3倍。求电压表原来的读数。倍。求电压表原来的读数。解：设电压表和电流表的原来读数分别为解：设电压表和电流表的原来读数分别为解：设电压表和电流表的原来读数分别为解：设电压表和电流表的原来读数分别为U U和和和和I,I,电源和电流电源和电流电源和电流电源和电流表的内阻分别为表的内阻分别为表的内阻分别为表的内阻分别为r r1 1和和和和r r2 2.由欧姆定律得由欧姆定律得由欧姆定律得由欧姆定律得解解解解两式并代入两式并代入两式并代入两式并代入E E的数值得的数值得的数值得的数值得U=9V EAVIUEAV3IU/3A组能力训练题组能力训练题11 11如图所示，变阻器如图所示，变阻器R2的最大电阻是的最大电阻是10，R3=5，电源的内电阻，电源的内电阻r=1，当开关，当开关S闭合，变阻器的滑片闭合，变阻器的滑片在中点位置时，在中点位置时，电源的总功率为电源的总功率为16 W，电源，电源的输出功率为的输出功率为12 W.此时电灯此时电灯R1正常发光，求：正常发光，求：(1)电灯阻值电灯阻值R1是多少是多少?(设设R1阻值恒定不变阻值恒定不变)(2)当开关当开关S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少电阻改变多少?R3R1E rSR2Pr=P总总 P出出，解：解：解：解：I2r=4，I=2A，E=P总总/I=8VU路路P出出/I=6VI3U路路/R3=6/5=1.2（A）,I1(R1+R2/2)=U路路,R1+r+R2=E/I1=8/0.8=10（）所以应使变阻器的电阻增大所以应使变阻器的电阻增大所以应使变阻器的电阻增大所以应使变阻器的电阻增大1.5 1.5 R2=6.5（），），(2)S(2)S断开时：断开时：断开时：断开时：R3R1E rSR2I10.8（A）R12.5（）A组能力训练题组能力训练题1212.按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。在保证灯泡安全两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是下列判断正确的是 （）AL1变暗变暗BL1变亮变亮CL2变暗变暗DL2变亮变亮 当滑动变阻器的滑动头向左移动时，并联部分分压减小，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，并联部分分压减小，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，并联部分分压减小，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，并联部分分压减小，L L2 2分压增大，则分压增大，则分压增大，则分压增大，则ADAD正确正确正确正确 ADRL1L2SE解：解：解：解：A组能力训练题组能力训练题1313.在右图的闭合电路中，当滑片在右图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，向右移动时，两电表读数的变化是两电表读数的变化是（）A.A变大，变大，V变大变大 B.A变小，变小，V变大变大C.A变大，变大，V变小变小 D.A变小，变小，V变小变小ARSE R0PV电阻变大，电流变小，电压变大。电阻变大，电流变小，电压变大。电阻变大，电流变小，电压变大。电阻变大，电流变小，电压变大。B【解析解析解析解析】（20102010年上海卷年上海卷年上海卷年上海卷5 5）A组能力训练题组能力训练题14（20052005年江苏理综卷年江苏理综卷年江苏理综卷年江苏理综卷2525）14.如如图图所所示示的的电电路路中中，电电源源的的电电动动势势和和内内阻阻分分别别为为E和和r，当当闭闭合合开开关关S，向向左左移移动动滑滑动动变变阻器的滑片时，下列说法正确的是（阻器的滑片时，下列说法正确的是（）A.电流表的示数变大，电压表的示数变大电流表的示数变大，电压表的示数变大 B.电流表的示数变大，电压表的示数变小电流表的示数变大，电压表的示数变小 C.电流表的示数变小，电压表的示数变小电流表的示数变小，电压表的示数变小 D.电流表的示数变小，电压表的示数变大电流表的示数变小，电压表的示数变大VAE rSD向左移动滑动变阻器的滑片时，向左移动滑动变阻器的滑片时，向左移动滑动变阻器的滑片时，向左移动滑动变阻器的滑片时，解：解：解：解：RR，总电阻，总电阻，总电阻，总电阻R R总总总总，总电流，总电流，总电流，总电流I I总总总总 ，U=E-I总总r电流表的示数变小电流表的示数变小电流表的示数变小电流表的示数变小,电压表的示数变大电压表的示数变大电压表的示数变大电压表的示数变大15、如图电路，闭合开关、如图电路，闭合开关S后，后，a、b、c三盏灯三盏灯均能发光，电源电动势均能发光，电源电动势E恒定且内阻恒定且内阻r不可忽略。不可忽略。现将变阻器现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯的滑片稍向上滑动一些，三盏灯的亮度变化情况是（的亮度变化情况是（）A、a灯变亮，灯变亮，b、c灯变暗灯变暗 B、a、c灯变亮，灯变亮，b灯变暗灯变暗C、a、c灯变暗，灯变暗，b灯变亮灯变亮 D、a、b灯变暗，灯变暗，c灯变亮灯变亮A组能力训练题组能力训练题15BcbaR并联电路两端电压并联电路两端电压并联电路两端电压并联电路两端电压U并并=U-I总总Ra减小减小减小减小，b b灯变暗灯变暗灯变暗灯变暗;解：变阻器解：变阻器解：变阻器解：变阻器R R的滑片稍向上滑动一些，的滑片稍向上滑动一些，的滑片稍向上滑动一些，的滑片稍向上滑动一些，R R的阻值的阻值的阻值的阻值，并联电阻并联电阻并联电阻并联电阻，总电阻，总电阻，总电阻，总电阻，总电流，总电流，总电流，总电流I I总总总总,a,a灯变亮灯变亮灯变亮灯变亮;路端电压路端电压路端电压路端电压U=E-I总总r，Ic=I总总-U并并/Rb，c c灯变亮。灯变亮。灯变亮。灯变亮。cbaR