18194　電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻　閉合電路歐姆定律

1、4電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)(教師用書(shū)獨(dú)具)1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.了解電路中自由電荷定向移動(dòng)過(guò)程中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化間的關(guān)系(難點(diǎn))3.了解電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的含義4.理解閉合電路歐姆定律，理解內(nèi)、外電路的電勢(shì)降落(重點(diǎn))5.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并能進(jìn)行電路分析與計(jì)算(重點(diǎn)、難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2電動(dòng)勢(shì)(1)大小：數(shù)值上等于不接入電路時(shí)電源兩極間的電壓(2)符號(hào)：E，單位：伏特，用V表示(3)物理意義：表征電源

2、將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)3電源的內(nèi)阻：電源內(nèi)部電路上的電阻叫電源的內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻二、閉合電路歐姆定律1閉合電路組成(1)電路(2)電阻(3)電壓2閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)公式：I.(3)適用范圍：純電阻電路(4)一般電路的常用公式及變形：EUUUIr或UEIr.3路端電壓與電流的關(guān)系UEIr，反映了路端電壓隨電流的變化關(guān)系用圖像表示為如圖2­4­1所示圖2­4­1(1)橫軸上的截距表示短路電流(2)縱軸上的截距表示電動(dòng)勢(shì)(3)斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻4

3、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(1)外電阻R增大電流I減小路端電壓U增大注意：外電阻R增大到無(wú)限大(斷路)電流I0路端電壓UE.(2)外電阻R減小電流I增大路端電壓U減小注意：外電阻R0(短路)電流I路端電壓U0.基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(1)外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低；內(nèi)電路中，沿電流方向電勢(shì)升高()(2)在閉合電路中，當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，路端電壓等于零；當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流無(wú)窮大()(3)I、EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路，而U外EIr、EU外U內(nèi)適用于任意的閉合電路()(4)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大()(5)電源的輸出功率隨外電阻R的增大而增大()答案(1)(2)

4、5;(3)(4)(5)×2在如圖2­4­2所示電路中，當(dāng)變阻器滑片向上移動(dòng)時(shí)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：12602113】A電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小圖2­4­2B當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小，并聯(lián)電路電阻減小，外電路的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律I知，I增大，由UEIr知U減小，即電壓表示數(shù)減小，而UUU并，UIR，I增大，U增大，U并減小，IR減小，故電流表示數(shù)增大B項(xiàng)正確3用如圖2­4­3所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和

5、內(nèi)阻其中V為電壓表(其電阻足夠大)，定值電阻R7.0 .在開(kāi)關(guān)未接通時(shí)，V的讀數(shù)為6.0 V；開(kāi)關(guān)接通后，V的讀數(shù)變?yōu)?.6 V那么，電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別是 ()A6.0 V,0.5 B6.0 V,1.25 C5.6 V,1.25 D5.6 V,0.5 圖2­4­3A開(kāi)關(guān)未接通時(shí)，電壓表的示數(shù)即電源電動(dòng)勢(shì)故E6.0 V；I A0.8 A，r 0.5 .合 作 探 究·攻 重 難閉合電路歐姆定律的理解及應(yīng)用1三種表達(dá)方式(1)I.(2)EU外U內(nèi)(3)EIRIr.2當(dāng)電源沒(méi)有接入電路時(shí)，因無(wú)電流通過(guò)內(nèi)電路，所以U內(nèi)0，此時(shí)EU外，即電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路

6、時(shí)的路端電壓3I或EI(Rr)只適用于外電路為純電阻的閉合電路，U外EIr和EU外U內(nèi)適用于所有的閉合電路4閉合電路的歐姆定律反映的只是電動(dòng)勢(shì)和電壓的數(shù)量關(guān)系，它們的本質(zhì)是不同的：電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大??；而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)大小如圖2­4­4所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻r2 ，R14 ，R26 ，R33 .圖2­4­4(1)若在C、D間連一個(gè)理想電壓表，其讀數(shù)是多少？(2)若在C、D間連一個(gè)理想電流表，其讀數(shù)是多少？思路點(diǎn)撥：C、D間解析(1)若在C、D間連一個(gè)理想電壓表，根據(jù)閉合電路歐

7、姆定律，有I1 A1 A理想電壓表讀數(shù)為UVI1R26 V.(2)若在C、D間連一個(gè)理想電流表，這時(shí)電阻R2與R3并聯(lián)，并聯(lián)電阻大小R23 2 根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I2 A1.5 A理想電流表讀數(shù)為II2×1.5 A1 A.答案(1)6 V(2)1 A針對(duì)訓(xùn)練1如圖2­4­5(a)所示，電壓表V1、V2串聯(lián)接入電路中時(shí)，示數(shù)分別為6 V和4 V，當(dāng)只有電壓表V2接入電路中時(shí)，如圖2­4­5(b)所示，示數(shù)為9 V，電源的電動(dòng)勢(shì)為()圖2­4­5A9.8 VB10 VC10.8 V D11.2 VC當(dāng)電壓表V1、V2串聯(lián)接

8、入電路中時(shí)，E6 V4 VI1r10 Vr當(dāng)只有電壓表V2接入電路中時(shí)，E9 VI2r9 Vr由聯(lián)立得E10.8 V，故C項(xiàng)正確路端電壓U隨電流I變化的圖像1U­I圖像的函數(shù)表達(dá)式：UEIr.2U­I圖像特點(diǎn)：位于第一象限，與橫縱坐標(biāo)軸相交的傾斜直線，如圖2­4­6所示圖2­4­63推論(1)外電路斷路時(shí)，I0，由UEIr知，UE，所以U­I圖像縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E，即斷路時(shí)，路端電壓在數(shù)值上等于電源的電動(dòng)勢(shì)(2)外電路短路時(shí)：U0，所以U­I圖像橫軸上的截距表示電源的短路電流I短，因此電源的內(nèi)阻r，即內(nèi)

9、阻等于U­I圖像斜率的絕對(duì)值電路如圖2­4­7甲所示，若電阻未知，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻也未知，電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的U­I圖線分別如圖2­4­7乙所示，求：圖2­4­7(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(2)電源的路端電壓思路點(diǎn)撥：由過(guò)原點(diǎn)的斜線的斜率可以求出外電阻的阻值由不過(guò)原點(diǎn)的斜線的斜率可以求得電源的內(nèi)電阻解析(1)由題圖乙所示U­I圖線知，電源電動(dòng)勢(shì)E4 V，短路電流I短4 A，故內(nèi)阻r1 .(2)由題圖甲、乙知，電源與電阻串聯(lián)時(shí)，電流I1 A，此時(shí)對(duì)應(yīng)路端電壓U3 V.答案(1)4 V1

10、 (2)3 V當(dāng)電源與某個(gè)電阻串聯(lián)組成閉合電路時(shí)，電源的U­I圖像和電阻的U­I圖像的交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)分別表示電路中的電流和路端電壓.針對(duì)訓(xùn)練2.(多選)如圖2­4­8所示為兩個(gè)獨(dú)立電路A和B的路端電壓與其電流I的關(guān)系圖線，則 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：12602114】A路端電壓都為U1時(shí)，它們的外電阻相等B電流都是I1時(shí)，兩電源內(nèi)電壓相等C電路A的電源電動(dòng)勢(shì)大于電路B的電源電動(dòng)勢(shì)DA中電源的內(nèi)阻大于B中電源的內(nèi)阻圖2­4­8ACD在路端電壓與總電流的關(guān)系圖線(U­I)中，圖線在U軸上的截距表示電動(dòng)勢(shì)E，圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻

11、，可見(jiàn)EA>EB，rA>rB.圖中兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I1，U1)，由R可知，路端電壓都為U1時(shí)，它們的外電阻相等由U內(nèi)Ir可知，電流都是I1時(shí)，因r不相等，故兩電源內(nèi)電壓不相等，所以選項(xiàng)A、C、D正確閉合電路的動(dòng)態(tài)分析方法1程序法基本思路：電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U內(nèi)的變化U外的變化固定支路變化支路2結(jié)論法“并同串反”“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小“串反”：是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將

12、減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(多選)如圖2­4­9，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r.將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為U1、U2、U3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為I，則()圖2­4­9AA的示數(shù)增大BV2的示數(shù)增大CU3與I的比值大于rDU1大于U2思路點(diǎn)撥：理想電壓表V1、V2、V3分別測(cè)量哪部分電壓理想電流表A測(cè)干路中的電流ACD理想電壓表V1、V2、V3分別測(cè)量定值電阻兩端的電壓、路端電壓、滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，理想電流表A測(cè)量干路中的電流滑

13、動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，連入電路的阻值變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，干路中的電流增大，A示數(shù)增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，即V2示數(shù)減小，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)閁1IR，U2EIr，所以R、r，而R>r，所以U1U2，故選項(xiàng)D正確；因?yàn)镽r、r，所以r，故選項(xiàng)C正確解決閉合電路動(dòng)態(tài)問(wèn)題的一般思路(1)分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測(cè)量對(duì)象；(2)由局部電阻變化判斷總電阻的變化；(3)由I判斷總電流的變化；(4)據(jù)UEIr判斷路端電壓的變化；(5)由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路電壓及電流的變化針對(duì)訓(xùn)練3電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻

14、R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖2­4­10所示的電路當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖2­4­10A電壓表和電流表讀數(shù)都增大B電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表A1讀數(shù)減小，A2讀數(shù)增大D電壓表讀數(shù)減小，電流表A1讀數(shù)增大，A2讀數(shù)減小C由題圖可知滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R增大，則外電路的總阻值R總增大，干路電流I，因R總增大，所以I減小，故A1示數(shù)減小；路端電壓UEIr，因I減小，所以U增大，即電壓表的讀數(shù)增大；R2兩端電壓U2EI(R1r)，因I減小，所以U2增大，由I2知

15、，I2增大，即電流表A2的讀數(shù)增大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)以下說(shuō)法中正確的是 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：12602115】A電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流B在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力C靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少D靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能增加AD電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流，故A正確；在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部既存在非靜電力，又存在靜電力，故B錯(cuò)誤；靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確2(多選)在如圖2­4­11所示的電路中，電表均為理想電表，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是()A燈泡L變亮B電壓表讀數(shù)變大C滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小D電流表讀數(shù)變小圖2­4­11BD滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，變阻器R接入回路的電阻增加，回路中的總阻值增大由I知，回路中的電流減小，燈泡L變暗，電流表的示數(shù)變??；由UEIr知，電