高二上冊(cè)物理閉合電路歐姆定律名補(bǔ)教師版

1、高二物理上冊(cè)名補(bǔ)精品教案目標(biāo)提高班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 閉合電路歐姆定律【教學(xué)目標(biāo)】1、了解閉合電路的構(gòu)成及相關(guān)物理量，如內(nèi)電路、外電路、內(nèi)阻、外電阻、內(nèi)電壓、路端電壓等。2、理解閉合電路中電源的電動(dòng)勢(shì)、路端電壓和內(nèi)電壓的關(guān)系?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、理解閉合電路中電流的決定因素和閉合電路歐姆定律的意義。2、理解路端電壓隨外電阻變化的原因?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、能夠熟練地運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行電路計(jì)算和動(dòng)態(tài)分析。2、理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化及守恒定律的體現(xiàn)?！具M(jìn)門得分】1、歐姆定律適用于（B）A電動(dòng)機(jī)電路 B金屬導(dǎo)體導(dǎo)電 C電解液導(dǎo)電 D所有電器元件 2、小燈泡通電后其電流隨所加電壓變化的圖線如圖所

2、示，為圖線上一點(diǎn)，為圖線過點(diǎn)的切線，為軸的垂線，為 軸的垂線。則下列說法中正確的是 （ C ）A隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小B對(duì)應(yīng)點(diǎn)，小燈泡的電阻為C對(duì)應(yīng)點(diǎn)，小燈泡的電阻為D對(duì)應(yīng)點(diǎn)，小燈泡的電阻為【教學(xué)內(nèi)容】要點(diǎn)一、閉合電路的有關(guān)概念 如圖所示，將電源和用電器連接起來，就構(gòu)成閉合電路。1內(nèi)電路、內(nèi)電壓、內(nèi)電阻（1）內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫做閉合電路的內(nèi)電路。（2）內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻叫做電源的內(nèi)阻。（3）內(nèi)電壓：當(dāng)電路中有電流通過時(shí)，內(nèi)電路兩端的電壓叫內(nèi)電壓，用表示。 2外電路、外電壓（路端電壓）（1）外電路：電源外部的電路叫閉合電路的外電路。（2）外電壓：外電路兩端的電壓叫外電壓，也

3、叫路端電壓，用表示。 3閉合回路的電流方向在外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低。 在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。要點(diǎn)詮釋：電路中的電勢(shì)變化情況（1）在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。（2）在內(nèi)電路中，一方面，存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低；另一方面，由于電源的電動(dòng)勢(shì)，電勢(shì)還要升高。電勢(shì)“有升有降”其中：要點(diǎn)二、閉合電路歐姆定律 1定律的內(nèi)容及表達(dá)式（1）對(duì)純電阻電路 常用的變形式：表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2）電源電壓、電動(dòng)勢(shì)、路端電

4、壓電動(dòng)勢(shì)： (對(duì)確定的電源，一般認(rèn)為不變)路端電壓:(可變)如圖：增大，電流減小，路端電壓增大減小，電流增大，路端電壓減小（3）電源的特征曲線路端電壓隨干路電流變化的圖象圖象的函數(shù)表達(dá)： 圖象的物理意義a在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì) b在橫軸上的截距表示電源的短路電流c圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害2定律的意義及說明（1）意義：定律說明了閉合電路中的電流取決于兩個(gè)因素即電源的電動(dòng)勢(shì)和閉合回路的總電阻，這是一對(duì)矛盾在電路中的統(tǒng)一。變式則說明了在閉合電路中電勢(shì)升和降是相等的。（2）說明用電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓是路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動(dòng)勢(shì)，

5、所以當(dāng)電源沒有接入電路時(shí)，因無電流通過內(nèi)電路，所以，此時(shí)，即電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)的路端電壓?；蛑贿m用于外電路為純電阻的閉合電路。和適用于所有的閉合電路。要點(diǎn)三、路端電壓與外電阻的關(guān)系 1路端電壓及在閉合電路中的表達(dá)形式（1）路端電壓：外電路兩端的電壓，也叫外電壓，也就是電源正負(fù)極間的電壓。（2）公式：對(duì)純電阻外電路 2路端電壓與外電阻之間的關(guān)系（1）當(dāng)外電阻增大時(shí)，根據(jù)可知，電流減小（和為定值）；內(nèi)電壓減小，根據(jù)可知路端電壓增大；當(dāng)外電路斷開時(shí)，此時(shí)（2）當(dāng)外電阻減小時(shí)，根據(jù)可知，電流增大；內(nèi)電壓增大。根據(jù)可知路端電壓減??；當(dāng)電路短路時(shí)，要點(diǎn)詮釋： 當(dāng)外電路斷開時(shí)，此為直接測(cè)量電源

6、電動(dòng)勢(shì)的依據(jù)。當(dāng)外電路短路時(shí)，（短路電流），由于電源內(nèi)阻很小，所以短路時(shí)會(huì)形成很大的電流，這就要求我們絕對(duì)不能把電源兩極不經(jīng)負(fù)載而直接相連接。要點(diǎn)四、電源輸出電壓（路端電壓）和輸出電流（電路總電流）之間的關(guān)系 1關(guān)系： 由關(guān)系式可見關(guān)系取決于電源的參數(shù)：電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，路端電壓隨輸出電流變化的快慢，僅取決于電源的內(nèi)阻，換句話說就是電源的負(fù)載能力取決于其內(nèi)阻的大小。 2圖象及意義（1）由可知，圖象是一條斜向下的直線，如圖所示。（2）縱軸的截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)；橫軸的截距等于外電路短路時(shí)的電流（短路電流）（3）直線的斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻，即（4）部分電路歐姆定律的曲線與閉合電路歐姆定律曲線的區(qū)

7、別從表示的內(nèi)容上看，圖乙是對(duì)某固定電阻而言的，縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示該電阻兩端的電壓和通過該電阻的電流，反映跟的正比關(guān)系；圖甲是對(duì)閉合電路整體而言的，是電源的輸出特性曲線，表示路端電壓，表示通過電源的電流，圖象反映與的制約關(guān)系。從圖象的物理意義上看，圖乙是表示導(dǎo)體的性質(zhì)，圖甲是表示電源的性質(zhì)，在圖乙中，與成正比（圖象是直線）的前提是電阻保持一定；在圖甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變，外電阻是變化的，正是的變化，才有和的變化（圖象也是直線）。要點(diǎn)五、電源、電路的功率及效率1電源的總功率、電源內(nèi)阻消耗功率及電源的輸出功率（1）電源的總功率：（普遍適用），（只適用于外電路為純電阻的電路）。（2）電源內(nèi)阻

8、消耗的功率：（3）電源的輸出功率：（普遍適用），（只適用于外電路為純電阻的電路）。 2輸出功率隨外電阻R的變化規(guī)律（1）電源的輸出功率：（外電路為純電阻電路）。（2）結(jié)論：當(dāng)時(shí)，電源的輸出功率最大與的關(guān)系如圖所示。當(dāng)時(shí)，隨的增大輸出功率越來越大。當(dāng)時(shí)，隨的增大輸出功率越來越小。當(dāng)時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻，且 3閉合電路上功率分配關(guān)系為：，即。閉合電路上功率分配關(guān)系，反映了閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，即電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出給外電路，并在外電路上轉(zhuǎn)化為其它形式的能，能量守恒的表達(dá)式為： （普遍適用） （只適用于外電路為純電阻的電路）。 4電源的效率 （只適用

9、于外電路為純電阻的電路）。由上式可知，外電阻越大，電源的效率越高。說明：輸出功率最大時(shí)，此時(shí)電源的效率 5定值電阻上消耗的最大功率當(dāng)電路中的電流最大時(shí)定值電阻上消耗的功率最大。 6滑動(dòng)變阻器上消耗的最大功率此時(shí)分析要看具體的情況，可結(jié)合電源的輸出的最大功率的關(guān)系，把滑動(dòng)變阻器以外的電阻看做電源的內(nèi)電阻，此時(shí)電路可等效成為一個(gè)新電源和滑動(dòng)變阻器組成的新電路，然后利用電源輸出的最大功率的關(guān)系分析即可。 閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為，外電路電阻為，內(nèi)電阻為，閉合電路的電流為，在時(shí)間內(nèi)：（1）外電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為（2）內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為（3）非靜電力做的功為根據(jù)能量守恒定律，

10、有，即： 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的計(jì)算方法（1）由知，只要知道兩組的值，就可以通過解方程組，求出的值。（2）由知，只要知道兩組的值，就能求解。（3）由知，只要知道兩組的值，就能求解。 數(shù)學(xué)知識(shí)在電路分析中的運(yùn)用（1）分析：當(dāng)電壓表直接接在電源的兩極上時(shí)，電壓表與電源構(gòu)成了閉合電路，如圖所示，電壓表所測(cè)量的為路端電壓，即： .由上式可以看出，但隨著的增大，也增大，在一般情況下，當(dāng)，所以.（2）結(jié)論：電壓表直接接在電源的兩極上，其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢(shì)，但很接近電源電動(dòng)勢(shì)。若電壓表為理想的電壓表，即，則；理想電壓表直接接在電源兩極上，其示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)。 10.電路極值問題的求解（在電源輸出功率的計(jì)算中

11、體現(xiàn)）【過手練習(xí)】類型一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 例1汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖，在打開車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為，若電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為。電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率降低了（ B ）A BC D【變式1】將一盞“”的小燈泡，一臺(tái)線圈電阻是的電動(dòng)機(jī)及電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為的電源組成串聯(lián)閉合電路，小燈泡剛好正常發(fā)光，則電動(dòng)機(jī)輸出的功率是（A ）A B C D【變式2】 在圖中，當(dāng)開關(guān)切換到位置時(shí)，電流表的示數(shù)為；當(dāng)開關(guān)扳到位置時(shí)，電流表的示數(shù)為求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【答案】，.【變式3】在圖中，電源內(nèi)阻不能忽略,，當(dāng)開關(guān)切換到位置時(shí)，電流

12、表的示數(shù)為；當(dāng)開關(guān)扳到位置時(shí)，電流表的示數(shù)可能為下列情況中的 ( C )A. B. C. D. 例2一太陽能電池板，測(cè)得它的開路電壓是，短路電流為，若將該電池板與一阻值為的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是（D ）A B C D【變式】在圖所示的電路中，電源的內(nèi)阻不能忽略。已知定值電阻，。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)置于位置時(shí)，電壓表讀數(shù)為。則當(dāng)置于位置時(shí)，電壓表讀數(shù)的可能值為（ B ）A B C D類型二、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的計(jì)算例3如圖所示的電路中，當(dāng)閉合時(shí)，電壓表和電流表（均為理想電表）的示數(shù)各為和。當(dāng)斷開時(shí)，它們的示數(shù)各改變和，求電源的電動(dòng)勢(shì)?！敬鸢浮?【總結(jié)升華】每一個(gè)電路狀態(tài)都可以由閉合電路歐

13、姆定律的變形公式或列出一個(gè)方程，原則上由兩個(gè)電路狀態(tài)列出兩個(gè)方程，和便可解出。 【變式】如圖所示的電路中，電阻。當(dāng)電鍵打開時(shí)，電壓表示數(shù)為。當(dāng)電鍵合上時(shí)，電壓表示數(shù)為，則電源的內(nèi)阻為多少？【答案】類型三、閉合電路功率的計(jì)算例4如圖所示，為電阻箱，電表為理想電壓表。當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為。求：（1）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；（2）當(dāng)電阻箱讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值為多少？【答案】（1） （2）【總結(jié)升華】（1）本題介紹了一種測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的方法，即已知兩組數(shù)據(jù)，由閉合電路歐姆定律列兩個(gè)方程解出。（2）電源輸出功率最大，一定是當(dāng)時(shí)，但作為計(jì)算題要

14、寫出推導(dǎo)過程 【變式】如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻未知，R18 ，R21.5 ，L為規(guī)格“3 V，3 W”的燈泡，開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，求： （1）燈泡的額定電流和燈絲電阻； （2）電源的內(nèi)阻； （3）開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率?！敬鸢浮浚?） （2）（3） 類型四、閉合電路動(dòng)態(tài)分析例5如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，電路中的電阻和的阻值都相同。在開關(guān)處于閉合的狀態(tài)下，若將開關(guān)由位置切換到位置，則：（B ）A電壓表的示數(shù)變大 B電池內(nèi)部消耗的功率變大C電阻兩端的電壓變大D電池的效率變大【變式】如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略

15、。開關(guān)閉合后，在變阻器的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中 （ A ） A電壓表與電流表的示數(shù)都減小B電壓表與電流表的示數(shù)都增大C電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大。例6.如圖電路：當(dāng)增大，則路端電壓、兩端電壓及干路電流、通過、的電流如何變化？ 【答案】增大，增大，增大，減小，增大；減小，減小，增大，減小，增大.【變式】燈與燈電阻相同，當(dāng)變阻器滑片向下移動(dòng)時(shí)，對(duì)兩燈明暗程度的變化判斷正確的是（ B ）A、兩燈都變亮B、兩燈都變暗C、燈變亮，燈變暗D、燈變暗，燈變亮例7如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，與分別為電壓表與電流表。初始時(shí)

16、S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則(B)A. 電壓表的讀數(shù)變大，電流表的讀數(shù)變小來源B. 電壓表的讀數(shù)變大，電流表的讀數(shù)變大C. 電壓表的讀數(shù)變小，電流表的讀數(shù)變小 D. 電壓表的讀數(shù)變小，電流表的讀數(shù)變大【出門檢測(cè)】類型五、閉合電路綜合問題例8如圖所示的電路中，電路消耗的總功率為，電阻為，為，電源內(nèi)阻為，電源的效率為，求：（1）兩點(diǎn)間的電壓。（2）電源的電動(dòng)勢(shì)。【答案】（1） （2）【變式】如圖所示的電路中電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電阻，電壓表為理想的。求開關(guān)分別撥到和三個(gè)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)分別是多少？ 【答案】類型六、非純電阻電路的計(jì)算例有一起重機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)，如圖所示，其內(nèi)阻，線路電阻，電源電壓

17、，電壓表示數(shù)為，求：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流；（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的功率；（3）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率?！敬鸢浮浚?）（2） （3） 例10如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)的電阻，電阻電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)，求： （1）電源釋放的電功率 （2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率 （3）電源的輸出功率【答案】（1） （2） （3） 【課后作業(yè)】1、現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)E相同，內(nèi)阻不同，分別為。用這三個(gè)電源分別給定值電阻R供電，已知，則將R先后接在這三個(gè)電源上的情況相比較，下列說法正確的是 ( AD )A接在甲電源上時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最大B接在甲電源上時(shí)，定值電阻R兩端的電壓最大C接在乙電源上時(shí)，電源的輸出功率最大D接在丙電源上時(shí)，電源的輸出功率最大2、如圖所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接只合上開關(guān)S1，三個(gè)燈泡都能正常工作，如果再合上S2，則下列表述正確的是（ C ） A電源輸出功率減小 BL1上消耗的功率增大 C通過R1上的電流增大 D通過R3上的電流增大3、汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈