研究闭合电路3.ppt

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1、第三节研究闭合电路第三节研究闭合电路课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.掌握电动势的概念掌握电动势的概念2知道电源电动势等于电源没有接入电路时两知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，知道电源的极间的电压，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和电动势等于内、外电路上电势降落之和3理解闭合电路的欧姆定律及其公式，并能熟理解闭合电路的欧姆定律及其公式，并能熟练解决有关的电路问题练解决有关的电路问题4熟练利用闭合电路的欧姆定律，讨论电源熟练利用闭合电路的欧姆定律，讨论电源的路端电压与负载的关系的路端电压与负载的关系5了解并掌握测定电源的电动势与内阻的原了解并掌握测定电源的电动势与

2、内阻的原理理6掌握实验方法，并学会处理数据掌握实验方法，并学会处理数据重点难点：电动势的理解，闭合电路的欧姆定重点难点：电动势的理解，闭合电路的欧姆定律的应用，掌握实验原理，合理处理实验数据律的应用，掌握实验原理，合理处理实验数据.一、电动势一、电动势1电源外部的电路叫做外电路，外电路上的电电源外部的电路叫做外电路，外电路上的电阻称为阻称为_电源内部的电路叫做内电路，电源内部的电路叫做内电路，内电路上的电阻即电源的电阻称为内电路上的电阻即电源的电阻称为_.2不同的电源，两极间的不同的电源，两极间的_不同，物理学不同，物理学用电动势这个物理量来描述电源的这种特性用电动势这个物理量来描述电源的这种

3、特性.电电源的电动势源的电动势_等于不接用电器时电源正负等于不接用电器时电源正负两极间的电压两极间的电压外电阻外电阻内电阻内电阻电压电压数值上数值上3电动势的单位与电压的单位相同，也是电动势的单位与电压的单位相同，也是_电动势是标量，电动势不是电压电动势是标量，电动势不是电压二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律1内容：闭合电路中的电流跟电源的内容：闭合电路中的电流跟电源的_成正比，跟内外电路的成正比，跟内外电路的_成成反比反比2公式：公式：I_.伏伏特特电动势电动势电阻之和电阻之和思考感悟思考感悟在探究电动势、外电压、内电压三者之间的定在探究电动势、外电压、内电压三者之间的定量关系的实

4、验中，两电压表的正、负极连接时量关系的实验中，两电压表的正、负极连接时应注意什么？应注意什么？提示：提示：外电路电压表的正极与电源的正极相连外电路电压表的正极与电源的正极相连接，负极与电源负极相连接内电路电压表的接，负极与电源负极相连接内电路电压表的正极与电源负极旁边的铜丝相连，负极与电源正极与电源负极旁边的铜丝相连，负极与电源正极旁边的铜丝相连正极旁边的铜丝相连三、路端电压跟负载的关系三、路端电压跟负载的关系1外电路两端的电压叫外电路两端的电压叫_ 2由由EU外外U内内和和U内内Ir可得可得U外外_.对于一个电源，它的电动势和内阻是确定的对于一个电源，它的电动势和内阻是确定的.当当外电阻增大

5、时，由闭合电路欧姆定律外电阻增大时，由闭合电路欧姆定律_可知，电路中的电流减小，因而路可知，电路中的电流减小，因而路端电压端电压_.反之，当外电阻减小时，路端电反之，当外电阻减小时，路端电压压_.路端电压路端电压EIr增大增大减小减小四、测量电源的电动势和内阻四、测量电源的电动势和内阻实验的电路如图实验的电路如图231所示，实验原理是闭所示，实验原理是闭合电路的欧姆定律合电路的欧姆定律图图231平均值平均值2用作图法来处理数据用作图法来处理数据(1)在坐标纸上以在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标，根据为纵坐标，根据测出的多组测出的多组U、I值，在坐标纸上描出对应的点值，在坐标纸上描出

6、对应的点.(2)根据闭合电路的欧姆定律根据闭合电路的欧姆定律UEIr，可知，可知U、I关系图象是一条直线由于存在实验误差，按关系图象是一条直线由于存在实验误差，按照实测数据描出的点一般不会严格地落在同一照实测数据描出的点一般不会严格地落在同一条直线上为了减小误差，可以用直尺画一条条直线上为了减小误差，可以用直尺画一条直线，使直线两侧的点的数目直线，使直线两侧的点的数目_这这条直线就是电路的路端电压与电流的关系图象条直线就是电路的路端电压与电流的关系图象.大致相等大致相等(3)这条直线跟纵轴的交点的纵坐标数值上等于这条直线跟纵轴的交点的纵坐标数值上等于_.(4)这条直线与横轴的交点表示电压这条直

7、线与横轴的交点表示电压U0，即，即电压被短路的情况交点的横坐标即为短路电电压被短路的情况交点的横坐标即为短路电流流I短短，内电阻，内电阻r可由下式得到：可由下式得到：_.不难看出不难看出,直线的斜率数值上等于直线的斜率数值上等于_.电源电动势电源电动势E电源的内电阻电源的内电阻r一、电动势的理解一、电动势的理解从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程在不同的电源中，非静电力做功能的过程在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，把一定数量的正电荷在电的本领也不相同，把一定数量

8、的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越多，电荷的电势能增加得就越多非静电力多，电荷的电势能增加得就越多非静电力做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少.物理学中用电动势表示电源的这种特性物理学中用电动势表示电源的这种特性.特别提醒：特别提醒：电动势在数值上等于电源不接入电电动势在数值上等于电源不接入电路时两极间的电压，但与两极间的电压有着本路时两极间的电压，但与两极间的电压有着本质的区别，不能说路端电压就是电源电动势，质的区别，不能说路端电压就是电源电动势，电动势是电源本身的一种性质，两极间的电压电动势是电源

9、本身的一种性质，两极间的电压是由电动势提供的是由电动势提供的即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(单选单选)下列说法中正确的是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电源的电动势实质上就是电源两极间的电压压B电源的电动势在数值上等于两极间的电压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，但与电电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别压有本质的区别D电动势越大，电源两极间的电压一定越高电动势越大，电源两极间的电压一定越高解析：解析：选选C.电动势是描述电源把其他形式的能转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

10、物理量而电压是电场中两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，电动势与电压有着本质的区别，点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以所以A选项错，选项错，C选项对当电源开路时，两极选项对当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压电路中，电源两极间的电压(路端电压路端电压)随外电阻随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，短路时，R外外0，这时路端电压为零，所以，这时路端电压为零，所以B、D选项错选项错由于电源的电动势由于电源的电动势E和

11、内电阻和内电阻r不受不受R的影响，的影响，所以随着所以随着R的增大，电路中的电流的增大，电路中的电流I减小减小特别提醒：特别提醒：在闭合电路中，任何一个电阻的增在闭合电路中，任何一个电阻的增大大(或减小或减小)，将引起电路总电阻的增大，将引起电路总电阻的增大(或减或减小小)即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2(单选单选)用电动势为用电动势为12 V的直流电源对某纯的直流电源对某纯电阻电路供电，此时电源的路端电压为电阻电路供电，此时电源的路端电压为8 V，输出电流为输出电流为2 A若将外电路电阻增大到原来若将外电路电阻增大到原来的的2倍，则输出电流和路端电压分别为倍，则输出

12、电流和路端电压分别为()A1.0 A,8.0 VB1.2 A,9.6 VC1.5 A,9.6 V D1.8 A,10 V三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系1电动势和内电压、外电压的关系电动势和内电压、外电压的关系电动势的大小等于内、外电压之和，即电动势的大小等于内、外电压之和，即EU内内U外外2路端电压与负载的关系路端电压与负载的关系(如图如图232所示所示).图图232即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3(单选单选)如图如图233所示的所示的电路中，电源的电动势为电路中，电源的电动势为E，内阻为内阻为r.当可变电阻的滑片当可变电阻的滑片P向向b移动时，电压

13、表移动时，电压表V1的读数的读数U1与电压表与电压表V2的读数的读数U2的变化情况是的变化情况是()图图233AU1变大，变大，U2变小变小BU1变大，变大，U2变大变大CU1变小，变小，U2变小变小DU1变小，变小，U2变大变大解析：解析：选选A.当当P向向b移动时，电路中总电阻变大，移动时，电路中总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I变小，变小，由欧姆定律得由欧姆定律得U2IR变小，再由闭合电路欧姆变小，再由闭合电路欧姆定律得定律得U1EIr变大，故本题应选变大，故本题应选A.四、测量电源的电动势和内电阻四、测量电源的电动势和内电阻1测量原理

14、测量原理如图如图234甲所示，改变变阻器的阻值，从甲所示，改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组电流表、电压表中读出几组U和和I的值的值图图2342数据处理数据处理(1)计算法：由闭合电路的欧姆定律计算法：由闭合电路的欧姆定律EUIr组组成方程组可求解成方程组可求解E、r.(2)作图法：在坐标纸上，作图法：在坐标纸上，I为横坐标，为横坐标，U为纵坐为纵坐标，测出几组标，测出几组U、I值，画出值，画出UI图象，根据闭图象，根据闭合电路的欧姆定律合电路的欧姆定律UEIr，可知，可知U是是I的一次的一次函数，这个图象应该是一条直线如图乙所示函数，这个图象应该是一条直线如图乙所示.(2)系统误差

15、：主要原因是未考虑电压表的分流系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流数值比实际的总电流(即流过即流过电源的电流电源的电流)要小一些要小一些U越越大，电流表的读数与总电流大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在的偏差就越大，将测量结果与真实情况在UI坐标系中表示出来，如图坐标系中表示出来，如图235所示，可见所示，可见E测测E真真，r测测r真真.图图2354注意事项注意事项(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表阻宜大些，宜选用旧

16、电池和内阻较大的电压表.(2)电池在大电流放电时极化现象较严重，电动电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势势E会明显下降，内阻会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间会明显增大，故长时间放电电流不宜超过放电电流不宜超过0.3 A，短时间放电电流不宜，短时间放电电流不宜超过超过0.5 A因此实验中不宜将因此实验中不宜将I调得过大，读调得过大，读电表的读数要快，每次读完后应立即断电电表的读数要快，每次读完后应立即断电.即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)4如图如图237所示是某所示是某电源的路端电压随干路电电源的路端电压随干路电流流I的变化图象，由图象可的变化图象，由图象可知，

17、该电源的电动势为知，该电源的电动势为_V，内阻为，内阻为_.图图237答案：答案：6.01.6 如图如图238所示的电路所示的电路中，当中，当S闭合时闭合时，电压表和电流电压表和电流表表(均为理想电表均为理想电表)的示数分别为的示数分别为1.6 V和和0.4 A当当S断开时，它断开时，它们的示数分别改变们的示数分别改变0.1 V和和0.1 A，求电源电动势求电源电动势闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的应用图图238【自主解答】【自主解答】法一：当法一：当S闭合时，闭合时，R1、R2并并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1EI1r即即E1.60.4r当当

18、S断开时，只有断开时，只有R1接入电路，外电阻增大，接入电路，外电阻增大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律得：电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律得：U2EI2r即即E(1.60.1)(0.40.1)r由由得：得：E2 V，r1 .图图239【答案】【答案】2 V变式训练变式训练如图如图2310所所示的电路中，电阻示的电路中，电阻R19 ，R215 ，电源电动势，电源电动势E12 V，内电阻，内电阻r1 .求当求当电流表示数为电流表示数为0.4 A时，变时，变阻器阻器R3的阻值多大？的阻值多大？图图2310解析：解析：根据欧姆定律可得：根据欧姆定律可得：U2I2R2I3R3，由，由闭合电路欧姆

19、定律可得：闭合电路欧姆定律可得：EU2(I2I3) (R1r)，代入数据解得：，代入数据解得：R330 .答案：答案：30 (单选单选)如图如图2311所示的电路中，当所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向滑动变阻器的滑动触点向b端移动时端移动时()闭合电路的动态分析闭合电路的动态分析图图2311A电压表电压表V的读数增大，电流表的读数增大，电流表A的读数减小的读数减小B电压表电压表V和电流表和电流表A的读数都增大的读数都增大C电压表电压表V和电流表和电流表A的读数都减小的读数都减小D电压表电压表V的读数减小，电流表的读数减小，电流表A的读数增大的读数增大【精讲精析】【精讲精析】变阻器滑动端向

20、变阻器滑动端向b端移动，变端移动，变阻器电阻增大，与阻器电阻增大，与R2并联部分电阻增大，再与并联部分电阻增大，再与R1串联后外电路总电阻增大，导致全电路总电串联后外电路总电阻增大，导致全电路总电阻增大，电动势不变，因此干路总电流减小，阻增大，电动势不变，因此干路总电流减小，路端电压路端电压UEIr，总电流减小，路端电压增，总电流减小，路端电压增大，故电压表所测路端电压的读数增大大，故电压表所测路端电压的读数增大.由于由于【答案】【答案】A【方法总结】【方法总结】这是一道比较典型的局部电路这是一道比较典型的局部电路变化引起全电路中各物理量变化的问题，分析变化引起全电路中各物理量变化的问题，分析

21、方法就是从局部电阻变化分析全电路方法就是从局部电阻变化分析全电路(干路干路)电流电流变化，再讨论局部各物理量的变化，即从局部变化，再讨论局部各物理量的变化，即从局部到整体，再从整体到局部的方法到整体，再从整体到局部的方法 (单选单选)如图如图2312所示，已知所示，已知C6 F,R15 ，R26 ，E6 V，r1 ，开关，开关S原来处于断开状态，下列说法中正确的是原来处于断开状态，下列说法中正确的是()含电容器的电路问题含电容器的电路问题图图2312A开关开关S闭合瞬间，电流表的读数为闭合瞬间，电流表的读数为0.5 AB开关开关S闭合瞬间，电压表的读数为闭合瞬间，电压表的读数为5.5 VC开关

22、开关S闭合经过一段时间，再将开关闭合经过一段时间，再将开关S迅迅速断开，则通过速断开，则通过R2的电荷量为的电荷量为1.8105 CD以上答案都不对以上答案都不对【答案】【答案】C【方法总结】【方法总结】此题考查电容器的特性，即电此题考查电容器的特性，即电容器充电瞬间可认为是短路，电容器充电完毕容器充电瞬间可认为是短路，电容器充电完毕达到稳定后可认为是断路达到稳定后可认为是断路 用电流表、电压表测量一节干电池的用电流表、电压表测量一节干电池的E、r，内阻约内阻约0.5 .放电电流一般不超过放电电流一般不超过0.5 A，可供，可供选择的器材除开关、导线外，还有：选择的器材除开关、导线外，还有：A

23、电压表电压表(03 V，内阻，内阻3 k)；B电压表电压表(015 V，内阻，内阻15 k)；C电流表电流表(00.6 A，内阻，内阻0.1 )；电源电动势和内阻的测量电源电动势和内阻的测量D电流表电流表(03 A，内阻，内阻0.02 )；E滑动变阻器滑动变阻器(020 ，额定电流，额定电流1.5 A)；F滑动变阻器滑动变阻器(015 00 ，额定电流，额定电流1.5 A);(1)本实验中电压表应选用本实验中电压表应选用_，电流表，电流表应选用应选用_，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_.(2)画出本实验的电路原理图画出本实验的电路原理图【精讲精析】【精讲精析】(1)因为一节干电池的电动势大

24、因为一节干电池的电动势大约为约为1.5 V，而最大电流不超过，而最大电流不超过0.5 A，所以根据，所以根据选表原则，为了使电表指针尽量半偏以上，应选表原则，为了使电表指针尽量半偏以上，应选择选择A、C；滑动变阻器的选择原则是便于调节，；滑动变阻器的选择原则是便于调节，所以要选择总电阻小的，即选所以要选择总电阻小的，即选E.(2)电路原理图如图电路原理图如图2313所示所示图图2313【答案】【答案】(1)ACE(2)如图如图2313所所示示【方法总结】【方法总结】选电压表、电流表时不要认为选电压表、电流表时不要认为量程越大越好，应使指针偏转大一些，以减小量程越大越好，应使指针偏转大一些，以减小读数时的相对误差；变阻器的选取以调节方便读数时的相对误差；变阻器的选取以调节方便为原则，既考虑最大阻值，又要看额定电流是为原则，既考虑最大阻值，又要看额定电流是否符合要求否符合要求