2020年高中物理(人教选修3-1)配套学案:第2章--学案9-闭合电路的欧姆定律.docx
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1、学案9闭合电路的欧姆定律学习目标定位 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.把握闭合电路欧姆定律的内容,理解各物理量及公式的物理意义.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系一、闭合电路的欧姆定律1闭合电路(1)闭合电路由外电路和内电路组成,用电器、导线组成外电路,电源内部是内电路(2)电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向,所以在外电路中,沿电流方向电势降低2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正比,跟内、外电路的电阻之和成反比(2)公式:I.(3)我们用U外表示IR,它是外电路上总的电势降落,习惯上叫做路端电压;用U内表示Ir,
2、它是内电路的电势降落所以EU外U内,这就是说,电源的电动势等于内外电路电势降落之和二、 路端电压与负载的关系1电路中,消耗电能的元件经常称为负载,负载变化时,电路中的电流就会变化,路端电压也随之变化2路端电压的表达式:UEIr.3路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时,由I可知电流I减小,路端电压UEIr增大(2)当外电阻R减小时,由I可知电流I增大,路端电压UEIr减小(3)两种特殊状况:当外电路断开时,电流I变为0,UE.这就是说,断路时的路端电压等于电源电动势当电源两端短路时,外电阻R0,此时I.一、闭合电路的欧姆定律问题设计1在时间t内,外电路和内电路产生的焦耳热各是多少?电
3、源非静电力做功是多少?它们之间有怎样的关系?答案外电路产生的焦耳热为I2Rt,内电路产生的焦耳热为I2rt,非静电力做功为EIt.依据能量守恒定律有:EItI2RtI2rt.2你能进一步得出电路中的电流与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系吗?答案EIRIr或I要点提炼1电源非静电力做功等于内、外电路消耗的电能2闭合电路欧姆定律的三种表达形式:I;EU外U内;EIRIr.延长思考闭合电路欧姆定律的三种表达形式的适用范围是否相同?答案不相同I和EIRIr只适用于外电路是纯电阻的电路EU外U内适用于任何电路二、路端电压与负载的关系问题设计 1在如图1所示的电路中,电源的电动势E10 V,内电阻r1
4、,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,你发觉了怎样的规律?图1答案外电压分别为7.5 V、8 V、8.75 V随着外电阻的增大,路端电压渐渐增大2.如图2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UI图象,请思考,图线与纵轴的交点表示的物理意义是什么?纵坐标从零开头时,图线与横轴的交点表示的物理意义是什么?直线的斜率的确定值表示的物理意义又是什么?图2答案图线与纵轴的交点表示电源的电动势;图线与横轴的交点表示短路电流;图线斜率的确定值表示电源的内阻,即r|.要点提炼1路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小,但不呈线性变化外
5、电路断开时,路端电压等于电源电动势;外电路短路时,电路中的电流I(表达式)2.路端电压与电流的关系式为UEIr,其图象如图3所示图3(1)在图象中U轴截距表示电源电动势,I轴截距等于短路电流(2)直线斜率的确定值等于电源的内阻,即内阻r|.一、闭合电路欧姆定律的应用例1如图4所示,电源电动势为6 V,内阻为1 ,R15 ,R210 ,滑动变阻器R3阻值变化范围为010 ,求电路中的总电流的变化范围图4解析当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大R外R15 ,I A1 A.当R3阻值为10 时,外电阻最大,电流最小R并5 ,R外R1R并10 ,I A0.55 A.答案0.55 A1 A
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