新教材粵教版必修第三冊-第4章-第2節(jié)-閉合電路的歐姆定律-課件(64張)

1、第四章閉合電路第二節(jié)閉合電路的歐姆定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解內(nèi)、外電壓，理解閉合電路的歐姆定律2會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，會進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算3掌握安全用電方法，合理科學(xué)用電學(xué)法指導(dǎo)1.通過對比外電路中靜電力做功與電源內(nèi)部非靜電力做功的特點(diǎn)，理解電源內(nèi)部和外部電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過比較，理解電勢差和電動勢這兩個(gè)易混淆的概念2通過探究閉合電路的歐姆定律，理解內(nèi)、外電路的能量轉(zhuǎn)化情況3通過電源的U-I圖像，進(jìn)一步理解電源的電壓與內(nèi)阻的物理意義，體會圖像法在研究物理問題中的作用4通過實(shí)例與練習(xí)，能采用不同的方法解決與閉合電路的歐姆定律相關(guān)的物理問題知識導(dǎo)圖預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) | 新知領(lǐng)

2、悟1在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極板移動到正極板克服電場力所做的功與被移動電荷的電荷量之比，叫作電源的_，公式為E_.W：電源非靜電力移動正電荷所做的功，單位為_，符號為J；q：電源非靜電力移動的電荷量， 單位是_，符號為C；E：電源電動勢，單位是_，符號為V.電動勢電動勢焦耳庫侖伏特2電源電動勢的方向：規(guī)定為由電源的_(低電勢)指向_(高電勢)在電源內(nèi)部的電路中，非靜電力移動正電荷形成電流，電流的方向是從負(fù)極指向正極；在電源外部電路中，電場力移動正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極負(fù)極正極【答案】AD1描述閉合電路的幾個(gè)基本物理量：用導(dǎo)線把電源、用電器連接起來就構(gòu)成了閉合電路

3、，如圖所示(右欄)閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫作內(nèi)電路，其電阻叫作_，通常用r表示閉合電路中，通常用U內(nèi)表示Ir，它是內(nèi)電路的電勢降落，稱為_(2)外電路：電源兩極之間的外部電路叫作_，其電阻叫作_閉合電路中，通常用U外表示IR，它是外電路的電勢降落，稱為_，也常稱為_電壓，簡單地記為U.內(nèi)電阻內(nèi)電壓外電路外電阻外電壓路端2閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如圖所示，電路中電流為I，在時(shí)間t內(nèi)，_做功等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，即Eq_.非靜電力I2RtI2rt3閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成_，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成_(2)公式：I_；

4、適用范圍：_電路(3)常用的變形公式：E_或U外_；適用范圍：任何閉合電路正比反比純電阻U外U內(nèi)EIr【答案】不是電壓表示數(shù)近似等于電源電動勢如圖所示，電壓表的示數(shù)就是電源電動勢嗎？一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA若將該電池板與一阻值為20 的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 VB0.20 VC0.30 VD0.40 V【答案】D路端電壓與負(fù)載的關(guān)系增大2路端電壓與電流的關(guān)系(1)公式：U外_.(2)圖像(U-I圖像)：如圖所示是一條傾斜的直線，該直線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)表示_，斜率的絕對值表示_EIr電動勢E電源內(nèi)阻r【答案】當(dāng)電源沒有接入電

5、路時(shí)，電源中的電流等于零，此時(shí)內(nèi)電壓等于零，所以這時(shí)的路端電壓在數(shù)值上等于電源電動勢為什么電源電動勢在數(shù)值上等于電源沒接入電路時(shí)兩極間的電壓？(多選)如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖像，則下列說法中正確的是()A電動勢E1E2，短路電流I1I2B電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2C電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2D當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大【答案】AD【解析】由圖像可知兩電源的U-I圖線交縱軸于一點(diǎn)，則說明兩電源的電動勢相同；交橫軸于兩不同的點(diǎn)，很容易判斷電源1的短路電流大于電源2的短路電流，則A正確又由兩圖線的傾斜程度可知圖線2的斜率的絕對值大于圖線1的

6、斜率的絕對值，即電源2的內(nèi)阻大于電源1的內(nèi)阻，則可知B、C錯(cuò)誤由圖像可判斷當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓的變化量大于電源1的路端電壓的變化量，D正確多維課堂 | 素養(yǎng)初培1在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合前與閉合后電壓表的讀數(shù)有變化嗎？【答案】開關(guān)閉合后電壓表的讀數(shù)小于開關(guān)閉合前的讀數(shù)對閉合電路歐姆定律的理解2試分析：電源電動勢E與外電路電壓U外和內(nèi)電路電壓U內(nèi)之間存在什么樣的關(guān)系？用公式怎樣表示？2.特別提醒(1)外電路短路時(shí)電路中電流較大，為防止將電源、電路燒壞或引發(fā)火災(zāi)事故，一般不允許這種情況發(fā)生(2)外電路含有非純電阻元件(如電動機(jī)、電解槽等)時(shí)，不能直接用歐姆定律解決

7、電流問題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律列式計(jì)算精例1如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A .當(dāng)S斷開時(shí)，它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1 A，求電源的電動勢和內(nèi)電阻【答案】2 V1 【解析】當(dāng)S閉合時(shí)， R1、R2并聯(lián)接入電路，當(dāng)S斷開時(shí)，只有R1接入電路，此時(shí)路端電壓增大、干路電流減小當(dāng)S閉合時(shí)，由閉合電路歐姆定律得UEIr，即1.6E0.4r當(dāng)S斷開時(shí)，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得UEIr，即1.60.1E(0.40.1)r由得E2 V，r1 .變式1如圖所示的電路中，電阻R19 ，R215 ，電源電動勢E12

8、V，內(nèi)電阻r1 .求當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A時(shí)，變阻器R3的阻值多大？【答案】30 閉合電路問題的求解方法1分析電路特點(diǎn)：認(rèn)清各元件之間的串、并聯(lián)關(guān)系，特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓，電流表測量哪個(gè)用電器的電流2求干路中的電流：若各電阻阻值和電動勢都已知，可用閉合電路的歐姆定律直接求出，也可以利用各支路的電流之和來求3應(yīng)用閉合電路的歐姆定律解決問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點(diǎn)求出部分電路的電壓和電流1當(dāng)外電阻等于零時(shí)，會發(fā)生什么現(xiàn)象？有什么危害？閉合電路的動態(tài)變化2當(dāng)外電阻很大時(shí)，又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？【答案】外電阻很大時(shí)，相當(dāng)于外電路斷路，電流I0，U內(nèi)0，U外E，這時(shí)

9、電源的電動勢等于外電路的路端電壓，電壓表測電動勢就是利用了這一原理精例2如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑片向下滑動的過程中()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【答案】A【解析】滑動變阻器R0的滑片向下滑動的過程中，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數(shù)變小，A正確變式2(多選)在如圖所示的電路中，閉合S，A、B、C三個(gè)燈均正常發(fā)光，當(dāng)可變電阻R的滑動觸頭

10、上移時(shí)，對A、B、C三個(gè)燈亮度的變化，下列敘述正確的是()AA燈變亮BB燈變亮CC燈變亮D三燈均變暗【答案】AC直流電路的動態(tài)分析思路基本思路是“部分整體部分”，即從阻值變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況，再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況1外電路中沿電流方向電勢如何變化？為什么？【答案】外電路沿電流方向電勢降低，因?yàn)橐?guī)定正電荷的移動方向就是電流方向在外電路中，負(fù)電荷受靜電力作用，從低電勢向高電勢運(yùn)動，負(fù)電荷運(yùn)動的反方向是電流方向，故沿電流的方向電勢降低2根據(jù)現(xiàn)有知識，如何判斷電路中某元器件有故障？【答案】可以用電

11、壓表測元器件兩端電壓，示數(shù)為0，可判斷為短路，示數(shù)較大，且超過合理值，可判斷為斷路電路故障問題(2)用電壓表檢測如圖乙所示，合上開關(guān)S，若電壓表有示數(shù)，說明電路中有電流通過電壓表，電路為通路(電壓表作為一個(gè)大電阻把開關(guān)和電源接通了)，則開關(guān)S和導(dǎo)線不斷路，燈L斷路即為故障點(diǎn)2假設(shè)法已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生的位置時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正向推理推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱排除法精例3如圖所示，電燈L標(biāo)有“4

12、V1 W”，滑動變阻器R的總電阻為50 .當(dāng)滑片P滑至某位置時(shí)，L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)為0.45 A由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時(shí)電流表示數(shù)變?yōu)?.5 A，電壓表示數(shù)為10 V若導(dǎo)線連接完好，電路中各處接觸良好試問：(1)發(fā)生的故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處？(2)發(fā)生故障前，滑動變阻器接入電路的阻值為多大？(3)電源的電動勢和內(nèi)電阻為多大？【答案】(1)電燈L發(fā)生斷路(2)20 (3)12.5 V5 【解析】(1)電路發(fā)生故障后，電流表讀數(shù)增大，路端電壓UU2I2R2也增大，因此外電路總電阻增大，一定在外電路某處發(fā)生斷路由于電流表有讀數(shù)，R2不可能斷路，電壓表也有讀數(shù)滑動變

13、阻器R也不可能斷路，只可能是電燈L發(fā)生斷路(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律EUIr故障前E9(0.450.25)r故障后E100.5r得r5 ，E12.5 V.變式3如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的現(xiàn)在突然發(fā)現(xiàn)燈泡A比原來變暗了些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是()AR3斷路BR1短路CR2斷路DR1、R2同時(shí)短路【答案】C【解析】燈泡A比原來暗了些，說明燈泡A的電流和電壓變??；燈泡B比原來亮了些，說明燈泡B的電壓和電流變大采取代入排除法，將選項(xiàng)逐個(gè)代入分析：R3斷路R外增大R總變大I總減小U外變大，則易知燈泡A、B兩端電壓變大，由此可知兩燈均變亮，故A錯(cuò)誤；R1短

14、路R外減小R總減小I總增大，易知通過燈泡A和B的電流變大，兩燈變亮，B錯(cuò)誤；同理分析可知C正確，D錯(cuò)誤如果某用電器被短路，則它兩端的電壓為零；如果電路中某處斷路(且只有一處)，則斷路處電壓不為零，這是解決故障問題的主要依據(jù)核心素養(yǎng)微專題風(fēng)速計(jì)中的動態(tài)電路風(fēng)速計(jì)是測量空氣流速的儀器它的種類較多，氣象站最常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)，它由3個(gè)互成120固定在支架上的錐形空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個(gè)方向整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)【專練】如圖是一個(gè)簡易風(fēng)速測量儀的示意圖，絕緣彈簧的一端固定，另一端與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧套在水平放置的電阻率較大的

15、均勻金屬細(xì)桿上迎風(fēng)板與金屬桿接觸良好，并能在金屬桿上自由滑動電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端與金屬桿相連已知彈簧的勁度系數(shù)k1 300 N/m，定值電阻R1.0 ，電源的電動勢E12 V，內(nèi)阻r0.5 .閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長l00.5 m，電壓傳感器的示數(shù)U13.0 V若不計(jì)摩擦和迎風(fēng)板的電阻，求：(1)金屬桿單位長度的電阻R0；(2)當(dāng)電壓傳感器的示數(shù)為U22.0 V時(shí)，作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力F.【答案】(1)1 (2)260 N垂直于迎風(fēng)板向里【解析】(1)電阻R與金屬細(xì)桿串聯(lián)連接由EI(R0l0Rr)，U1IR0l0，解得R01 .(2)設(shè)此時(shí)彈簧長度為l，由EI2(R0lRr)，U2I2R0l，F(xiàn)k(l0l)，可解得F260 N，垂直于迎風(fēng)板向里課堂小練 | 素養(yǎng)達(dá)成1關(guān)于電源的電動勢，下列說法中正確的是()A電源電動勢的大小等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，所以當(dāng)電源接入電路時(shí)，電動勢的大小將發(fā)生變化B電路閉合時(shí)，并聯(lián)在電源兩端的電壓表的示數(shù)就是電源電動勢的值C電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量D在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電路上電壓之和，所以電動勢實(shí)際上就是電壓【答案】C【解析】由電動勢的概念分