12.2閉合電路歐姆定律（第一課時(shí)）（導(dǎo)學(xué)案）高二物理（人教版2019）

第2節(jié)閉合電路歐姆定律（第一課時(shí)）導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，知道電動(dòng)勢(shì)的定義式。2、經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程，理解內(nèi)、外電路的能量轉(zhuǎn)化，體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解。【知識(shí)回顧】1、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：W＝Uq。2、歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是：I=UR【自主預(yù)習(xí)】1、外電路是指電源外部的電路，內(nèi)電路是指電源內(nèi)部的電路。2、電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3、電動(dòng)勢(shì)是非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功跟被搬運(yùn)的電荷量的比值，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。定義式是E=W非靜電力q。電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特（V），1V＝14、在內(nèi)電路中，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向由負(fù)極流向正極。5、外電路電阻稱為外電阻，用R表示；內(nèi)電路電阻稱為內(nèi)電阻，用r表示。6、全電路歐姆定律的表達(dá)式是：I=ER+r或【課堂探究】第一部分閉合電路閉合電路：由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路。結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)線、電源、用電器。外電路是指電源外部的電路，內(nèi)電路是指電源內(nèi)部的電路。思考1：在電源外部，正電荷怎樣移動(dòng)？在電源內(nèi)部呢？在電源外部，正電荷從正極運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。在電源內(nèi)部，正電荷從負(fù)極運(yùn)動(dòng)到正極。思考2：電源內(nèi)部的正電荷受到電場(chǎng)力方向？電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？電場(chǎng)力方向：從正極指向負(fù)極。電場(chǎng)力做負(fù)功。思考3：什么力來克服電場(chǎng)力做功？非靜電力。電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在干電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能；在發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同，使單位正電荷所增加的電勢(shì)能不同。第二部分電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)：非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功跟被搬運(yùn)的電荷量的比值，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。定義式是E=電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特（V），1V＝1J/C。電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量。電動(dòng)勢(shì)的物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小。電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積和外電路均無關(guān)。電源的三個(gè)重要參數(shù)：①電動(dòng)勢(shì)E。②內(nèi)阻r：電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻。③容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。單位：安·時(shí)（A·h），毫安·時(shí)（mA·h）對(duì)比電壓和電動(dòng)勢(shì)概念電壓U電動(dòng)勢(shì)E物理意義電場(chǎng)力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)，表征電場(chǎng)的性質(zhì)非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，表征電源的性質(zhì)定義式U＝W/q，W為電場(chǎng)力做的功E＝W/q，W為非靜電力做的功單位伏特(V)伏特(V)聯(lián)系電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓值第三部分閉合電路歐姆定律及其能量分析思考1：實(shí)際的電源可分解成不計(jì)內(nèi)阻的理想電源和一個(gè)內(nèi)阻兩部分。在外電路中，電流的方向是怎樣的？在內(nèi)電路中，什么力使得正電荷向哪個(gè)方向定向移動(dòng)？在外電路中，電流由正極流向負(fù)極。在內(nèi)電路中，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向由負(fù)極流向正極。所以，內(nèi)電路與外電路中的總電流是相同的。思考2：電路中的電勢(shì)怎樣變化？在外電路中，沿電流方向電勢(shì)降低。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，沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”。外電路電阻稱為外電阻，用R表示；內(nèi)電路電阻稱為內(nèi)電阻，用r表示。思考3：合上開關(guān)，電路中有電流的同時(shí)伴隨能量的轉(zhuǎn)化，在時(shí)間t內(nèi)，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？電流流經(jīng)外電阻R時(shí)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能有多少？電流流經(jīng)內(nèi)電阻r時(shí)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能有多少？它們之間有何關(guān)系？化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能：W外電阻R上轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：Q內(nèi)電阻r上轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：Q根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，即W=Q外+Q內(nèi)，即IEt=閉合電路歐姆定律：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。適用范圍：外電路為純電阻的電路。思考4：E=IR+Ir中的各項(xiàng)有何含義？U外=IR是外電路上總的電勢(shì)降落；U內(nèi)閉合電路歐姆定律的幾種形式表達(dá)式物理意義適用條件I電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路總電阻成反比純電阻電路E=I(R+r)①E=U外E=U外+電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和①式適用于純電阻電路；②③式普遍適用IEt=I2W=W外電源提供的總能量等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和④式適用于純電阻電路，⑤式普遍適用【自我測(cè)評(píng)】1．（2022上·福建福州·高二福建省福州格致中學(xué)校考期中）如圖為某型號(hào)的干電池，在其外殼上標(biāo)注有“9伏”的字樣，這表示（）A．電池短路時(shí)，該電池輸出的電流為9AB．該電池在單位時(shí)間內(nèi)有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．將該電池接入電路后，電池兩端的電壓始終為9VD．1C正電荷通過該電池的過程中，有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【詳解】A．由于電池的內(nèi)阻未知，無法確定電池短路時(shí)的輸出電流，故A錯(cuò)誤；B．電池的電動(dòng)勢(shì)為9V，表示非靜電力將單位正電荷從該電池的負(fù)極通過電池內(nèi)部移送到正極時(shí)所做的功為9J，即電能增加了9J，與時(shí)間無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．將該電池接入電路后，電池兩端電壓為路端電壓，如果外電路正常工作，則路端電壓小于電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤。D．電池的電動(dòng)勢(shì)為9V，表示1C正電荷通過該電池的過程中，非靜電力做的功為9J，即有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確；故選D。2．（2022上·新疆高二新疆石河子一中?？茧A段練習(xí)）在炎熱的夏天我們可以經(jīng)常看到，有的小朋友的太陽帽前有一小風(fēng)扇（如圖所示），該小風(fēng)扇與一小型的太陽能電池板相接，對(duì)其供電。經(jīng)測(cè)量該電池能產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝1.0V，則關(guān)于該電池的描述正確的是（）A．通過1C電荷量該電池能把1.0J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．單位時(shí)間內(nèi)可把1.0J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能C．該電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)7號(hào)干電池的本領(lǐng)大得多D．把該電池接入閉合電路后，電動(dòng)勢(shì)減小【答案】A【詳解】AB．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源內(nèi)部的負(fù)極移到正極所做的功，即把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的多少，而不是在1s內(nèi)轉(zhuǎn)變的電能，故A正確，B錯(cuò)誤；C．7號(hào)干電池電動(dòng)勢(shì)更大，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大，C錯(cuò)誤；D．無論該電池是否接入電路，電動(dòng)勢(shì)的大小為定值1.0V，故D錯(cuò)誤。故A正確。3．（2022上·重慶沙坪壩·高二重慶八中?？计谥校╀囯x子電池主要依靠鋰離子（Li+）在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。圖為常用鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，某過程中Li+從負(fù)極脫嵌通過膈膜嵌入正極。此鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為A．將鋰電池接入電路，鋰電池兩端電壓為3.7VB．電池內(nèi)部電流方向從正極到負(fù)極C．在電池中電荷量的單位通常表示為kWD．電源內(nèi)部每搬運(yùn)一個(gè)Li+非靜電力做功【答案】D【詳解】A．電源的電動(dòng)勢(shì)為電源未接入電路中時(shí)其兩端電壓，當(dāng)電源接入電路時(shí)，由于電源內(nèi)部分壓，則此時(shí)電源兩端電壓小于電源電動(dòng)勢(shì)，即將鋰電池接入電路，鋰電池兩端電壓小于3.7V，故A錯(cuò)誤；B．由于Li+C．在電池中電荷量的單位通常表示為mA·h或A·h，而kW·h是電功的單位，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義知E=WW非=Eq=3.7eV故D正確。故選D。4．（2022·湖南衡陽·高二衡陽市第五中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1=5Ω、R2=10Ω，R0為滑動(dòng)變阻器。兩電表均可視為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭在最左端時(shí)，電壓表示數(shù)7.50V，當(dāng)滑動(dòng)頭在最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為8.25V，電流表的示數(shù)為0.45A，則（）A．電源電動(dòng)勢(shì)為8.80VB．電源內(nèi)阻為1.0ΩC．滑動(dòng)變阻器的總阻值為10ΩD．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為總阻值的23時(shí)，電壓表示數(shù)8.【答案】B【詳解】ABC．滑動(dòng)頭在最左側(cè)時(shí)，R2被短路R根據(jù)閉合回路歐姆定律可得E代入數(shù)據(jù)可得E=7.5+1.5r(V當(dāng)滑動(dòng)頭在最右側(cè)時(shí)，設(shè)通過R0的電流為I0，則U其中UV=8.25R0=15Ω故I因此I總=I0+I2=0.75A由閉合回路歐姆定律可得E=UV+I總r=8.25+0.75r（V）②聯(lián)立①②式可得E=9.0Vr=1.0Ω故B正確，AC錯(cuò)誤；D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為總阻值的23R路端電壓為U=故D錯(cuò)誤。故選B。【學(xué)后反思】________________________________________________________________________________________