版高中物理41探究闭合电路欧姆定律课时讲练通课件沪科版选修学习教案.pptx
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1、会计学1版高中物理版高中物理41探究闭合电路探究闭合电路(bhdinl)欧姆定律课时讲练通课件沪科版选修欧姆定律课时讲练通课件沪科版选修第一页,共68页。第1页/共67页第二页,共68页。第2页/共67页第三页,共68页。第3页/共67页第四页,共68页。第4页/共67页第五页,共68页。第5页/共67页第六页,共68页。1.思考在外电路中沿电流思考在外电路中沿电流(dinli)方向电势如何变化方向电势如何变化?为什么为什么?提示:在外电路沿电流提示:在外电路沿电流(dinli)方向电势降低方向电势降低,因为正电荷的移动方向就是电流因为正电荷的移动方向就是电流(dinli)方向方向.在外电路中
2、在外电路中,正电荷受静电力作用正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动从高电势向低电势运动.第6页/共67页第七页,共68页。2.思考在内电路中沿电流方向电势如何思考在内电路中沿电流方向电势如何(rh)变化变化?为什么为什么?(以一节干电池为例说明以一节干电池为例说明)提示:如果电源是一节干电池提示:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在反应层在电源的正负极附近存在反应层,在这两个反应层中沿电流方向电势升高在这两个反应层中沿电流方向电势升高,在正负极之间电源的内阻中也有电流在正负极之间电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低沿电流方向电势降低.且两反应层中电势升高的值等于内、外电路电阻上
3、电势降低值之和且两反应层中电势升高的值等于内、外电路电阻上电势降低值之和.第7页/共67页第八页,共68页。3.分析讨论电动势和电势差的物理意义有何不同?分析讨论电动势和电势差的物理意义有何不同?提示:提示:(1)电动势是反映电源电动势是反映电源(dinyun)把其他形式的能转化为电能本领的物理量,它是电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,它是电源(dinyun)的特征量的特征量.(2)电势差反映电势能转化为其他形式能的本领的物理量,它表示电场的性质电势差反映电势能转化为其他形式能的本领的物理量,它表示电场的性质.第8页/共67页第九页,共68页。4.干电池和蓄电池的电动势不同,说明了什么
4、?干电池和蓄电池的电动势不同,说明了什么?提示:两种电池的电动势不同,表明它们把化学能转化为电能的本领提示:两种电池的电动势不同,表明它们把化学能转化为电能的本领(bnlng)大小不同大小不同.第9页/共67页第十页,共68页。5.讨论电源内部能量的转化讨论电源内部能量的转化(zhunhu)情况是怎样的?情况是怎样的?提示:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力提示:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这个反应层中,沿电流方向电势升高把正电荷从电势低处移到电势高处,在
5、这个反应层中,沿电流方向电势升高.在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低,将电能转化在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低,将电能转化(zhunhu)为内能为内能.第10页/共67页第十一页,共68页。【典例【典例1】下面对电源电动势概念的认识正确的是】下面对电源电动势概念的认识正确的是()A.电源电动势等于电源两极间的电压电源电动势等于电源两极间的电压B.在闭合电路在闭合电路(bhdinl)中,电动势等于内、外电压之和中,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,电动势就越大电源电动势表征
6、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,所以单位也相同第11页/共67页第十二页,共68页。【思路点拨】解答此题应明确以下三点【思路点拨】解答此题应明确以下三点(sn din)(sn din):(1)(1)电动势的物理意义电动势的物理意义.(2)(2)电动势的大小以及电路中的能量转化电动势的大小以及电路中的能量转化.(3)(3)电动势与电势差的区别电动势与电势差的区别.第12页/共67页第十三页,共68页。【自主解答】选【自主解答】选B.
7、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 A项错项错.电源电动势是描述电源把其他电源电动势是描述电源把其他(qt)(qt)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(qt)(qt)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
8、外,还与所经历的时间、用电情况有关,故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 C项错项错.电动势和电势差意义不同,电势差是表示电能转化为其他电动势和电势差意义不同,电势差是表示电能转化为其他(qt)(qt)形式能的本领的物理量,故形式能的本领的物理量,故D D项错项错.第13页/共67页第十四页,共68页。第14页/共67页第十五页,共68页。1.试通过实验说明,在如图所示的电路中,开关试通过实验说明,在如图所示的电路中,开关 S闭合闭合(b h)前与闭合前与闭合(b h)后电压表的读数有变化吗?后电压表的读数有变化吗?提示:开
9、关闭合提示:开关闭合(b h)后伏特表读数小于闭合后伏特表读数小于闭合(b h)开关前的读数开关前的读数.第15页/共67页第十六页,共68页。2.试分析:电压表在开关闭合前后测的是谁两端的电压?试分析:电压表在开关闭合前后测的是谁两端的电压?提示:当开关断开提示:当开关断开(dun ki)时,电压表测的是电源的电动势,但是当开关闭合时,电压表测的是时,电压表测的是电源的电动势,但是当开关闭合时,电压表测的是R两端的电压两端的电压(电动势的定义电动势的定义).第16页/共67页第十七页,共68页。3.试分析:电源电动势试分析:电源电动势 E与外电路电压与外电路电压U外和内电路电压外和内电路电压
10、U内之间存在内之间存在(cnzi)什么样的关系?用公式怎样来表示?什么样的关系?用公式怎样来表示?第17页/共67页第十八页,共68页。提示:外电路提示:外电路(dinl)(dinl)的电压与内电路的电压与内电路(dinl)(dinl)的电压加起来应该等于电的电压加起来应该等于电源电动势源电动势.写成公式就是:写成公式就是:E=UE=U外外+U+U内内因为:因为:U U外外=I=I外外R R,U U内内=I=I内内r r并且串联电路并且串联电路(dinl)(dinl)中电流相等,即中电流相等,即I I外外=I=I内内=I=I所以:所以:E=IE=I外外R+IR+I内内r=I(R+r)r=I(R
11、+r)进一步可改写成:进一步可改写成:这就是闭合电路这就是闭合电路(dinl)(dinl)的欧姆定律的欧姆定律.即闭合电路即闭合电路(dinl)(dinl)中的电流跟电源中的电流跟电源的电动势成正比,跟内外电阻之和成反比的电动势成正比,跟内外电阻之和成反比.第18页/共67页第十九页,共68页。4.设电源电动势为设电源电动势为 E,内阻为,内阻为r,外电路电阻为,外电路电阻为 R,闭合电路的电流为,闭合电路的电流为 I,试根据能量转化,试根据能量转化(zhunhu)与守恒定律推导闭合电路欧姆定律与守恒定律推导闭合电路欧姆定律.第19页/共67页第二十页,共68页。提示:提示:(1)(1)在在t
12、 t时间内,外电路中消耗的电能时间内,外电路中消耗的电能E E外的表达外的表达式;式;E E外外=I2Rt;=I2Rt;(2)(2)在在t t时间内,内电路中消耗的电能时间内,内电路中消耗的电能E E内的表达式;内的表达式;E E内内=I2rt;=I2rt;(3)(3)在在t t时间内,电源时间内,电源(dinyun)(dinyun)中非静电力做的功中非静电力做的功W W的表达式;的表达式;W=Eq=EIt.W=Eq=EIt.根据能量守恒定律,根据能量守恒定律,W=EW=E外外+E+E内内即即EIt=I2Rt+I2rtEIt=I2Rt+I2rt则有则有E=IR+Ir,E=IR+Ir,或者或者即
13、得闭合电路的欧姆定律即得闭合电路的欧姆定律.第20页/共67页第二十一页,共68页。5.电源的电动势和内外电路上的电压关系是怎样的?并试推导电源的电动势和内外电路上的电压关系是怎样的?并试推导.提示提示(tsh):根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为:根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内内=Ir,代入,代入E=IR+Ir得得E=U外外+U内内该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和.第21页/共67页第二十二页,共68页。【典例【典例2】如图所示,】如图所示,
14、R1=9,R2=30,S闭合时,电压表闭合时,电压表 V的读数的读数(dsh)为为11.4 V,电流表,电流表A的读数的读数(dsh)为为0.2 A;S断开时,电流表断开时,电流表 A的读数的读数(dsh)为为0.3 A(题中电表为理想电表,即电压表的内阻无限大,电流表的内阻为零题中电表为理想电表,即电压表的内阻无限大,电流表的内阻为零)求:求:(1)电阻电阻R3的阻值的阻值(2)电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻.第22页/共67页第二十三页,共68页。【思路点拨】解此类问题注意以下几点:【思路点拨】解此类问题注意以下几点:1.1.明确外电路的连接关系明确外电路的连接关系.2.2.各个各个
15、(gg)(gg)部分电流电压的对应关系和部分电路欧姆定律的应用部分电流电压的对应关系和部分电路欧姆定律的应用.3.3.闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的应用.第23页/共67页第二十四页,共68页。【自主【自主(zzh)(zzh)解答】电压表测量的是路端电压解答】电压表测量的是路端电压U.U.(1)S(1)S闭合时闭合时R2R2和和R3R3并联,并联,R3R3两端的电压两端的电压U3=U2=I2R2=0.230 V=6 V,U3=U2=I2R2=0.230 V=6 V,R1R1两端的电压两端的电压U1=U-U3=(11.4-6)V=5.4 V,U1=U-U3=(11.4-6)V=5.4
16、V,流过流过R1R1的电流的电流I1=U1/R1=A=0.6 A,I1=U1/R1=A=0.6 A,通过通过R3R3的电流的电流I3=I1-I2=(0.6-0.2)A=0.4 A,I3=I1-I2=(0.6-0.2)A=0.4 A,电阻电阻R3=U3/I3=6/0.4=15.R3=U3/I3=6/0.4=15.第24页/共67页第二十五页,共68页。(2)(2)设电源电动势为设电源电动势为E,E,内阻为内阻为r,r,根据闭合根据闭合(b h)(b h)电路欧姆定律电路欧姆定律E=I(R+r)E=I(R+r)有:当有:当S S闭合闭合(b h)(b h)时时E=U+I1r,E=U+I1r,即即E
17、=11.4+0.6r;E=11.4+0.6r;当当S S断开时断开时E=I(r+R1+R2)E=I(r+R1+R2),即,即E=0.3(r+9+30).E=0.3(r+9+30).联立以上两式解得联立以上两式解得E=12 V,r=1.E=12 V,r=1.第25页/共67页第二十六页,共68页。第26页/共67页第二十七页,共68页。第27页/共67页第二十八页,共68页。1.何为路端电压何为路端电压?探究讨论探究讨论(toln)路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系.提示:路端电压即外电路两端的电压提示:路端电压即外电路两端的电压,也就是电源的正、负极之间的电压也就是电源的正、负极之间
18、的电压.把把U内内=Ir代入代入E=U+U内内,得得U=E-U内内=E-Ir第28页/共67页第二十九页,共68页。(1)(1)当外电阻当外电阻R R增大增大(zn d)(zn d)时时,根据根据 可知电流可知电流I I减小减小(E(E和和r r为定值为定值),),内电压内电压IrIr减小减小,根据根据U=E-IrU=E-Ir可知路端电压可知路端电压U U增增大大.(2)(2)当外电阻当外电阻R R减小时减小时,根据根据 可知电流可知电流I I增大增大(zn d),(zn d),内电内电压压IrIr增大增大(zn d),(zn d),根据根据U=E-IrU=E-Ir可知路端电压可知路端电压U
19、U减小减小.(3)(3)当外电路断开时当外电路断开时,R=,I=0,Ir=0,U=E.,R=,I=0,Ir=0,U=E.当外电路短路时当外电路短路时,R=0,I=(,R=0,I=(称为短路电流称为短路电流),U=0.),U=0.第29页/共67页第三十页,共68页。2.讨论如何求一个电源的电动势和内电阻讨论如何求一个电源的电动势和内电阻.提示提示(tsh):(1)由由E=U+Ir知知,只要知道两组只要知道两组U、I的值的值(U1、I1)、(U2、I2)就可以通过解方程组就可以通过解方程组,求出求出E、r的值的值.(2)由由E=知知,只要知道两组只要知道两组U、R的值的值(U1、R1)、(U2、
20、R2)就能求解就能求解E、r.(3)由由E=IR+Ir知知,只要知道两组只要知道两组I、R的值的值(I1、R1)、(I2、R2)就能求解就能求解E、r.第30页/共67页第三十一页,共68页。3.如果以路端电压为纵坐标如果以路端电压为纵坐标,电路中的电路中的电流电流I为横坐标为横坐标,画出的画出的U-I图像如图图像如图所示所示.分析此图像我们分析此图像我们(w men)可得到什么信息可得到什么信息?提示:提示:(1)图线与纵轴的交点表示电源电动势图线与纵轴的交点表示电源电动势 E.(2)图线与横轴的交点表示短路电流图线与横轴的交点表示短路电流 I0.(3)图线斜率的绝对值表示电源内阻图线斜率的
21、绝对值表示电源内阻.第31页/共67页第三十二页,共68页。【典例【典例3 3】(2010(2010上海高考上海高考(o ko)(o ko)在如图的闭在如图的闭合电路中,当滑片合电路中,当滑片 P P向右移动时,两电表向右移动时,两电表读数的变化是读数的变化是()()变大,变大,变大变大 变小,变小,变大变大C.C.变大,变大,变小变小D.D.变小,变小,变小变小第32页/共67页第三十三页,共68页。【思路点拨】解答本题要把握以下两点:【思路点拨】解答本题要把握以下两点:(1)(1)本题属于电路的动态分析问题,需要用闭合电路的欧姆定律进行分析本题属于电路的动态分析问题,需要用闭合电路的欧姆定
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