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-1-第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路-2-第1节闭合电路欧姆定律-3-第1节闭合电路欧姆定律首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标1.知道电源电动势等于内、外电路上电势降落之和。2.掌握闭合电路欧姆定律的理论推导,并能熟练应用公式解决有关的电路问题。3.理解路端电压与电流外电阻的关系,并会从公式和图线两种形式上分析、计算有关问题。4.理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化情况。-4-第1节闭合电路欧姆定律JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习1.闭合电路组成(1)外电路:电源外部由用电器和导线组成的电路,在外电路中,沿电流方向电势降低。(2)内电路:电源内部的电路,在内电路中,沿电流方向电势升高。2.电动势(1)大小:电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。电源电动势用符号E表示,单位与电压相同:伏特,符号是V。(2)意义:电源电动势是描述电源将其他形式的能转换为电能本领大小的物理量。它是电源的特征量,只与电源本身的因素有关。(3)电池:同类型的干电池的电动势都是1.5V,蓄电池的都是2.0V。电源内部也是由导体组成的,因此也有电阻,这个电阻叫作电源的内电阻。-5-第1节闭合电路欧姆定律JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习思考1号、2号、5号干电池体积依次增大,其电动势是否也依次增大?提示:电动势均为1.5V。-6-第1节闭合电路欧姆定律JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习3.闭合电路欧姆定律(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)表达式:I=𝐸𝑅+𝑟。(3)常用的变形式:E=IR+Ir,E=U外+U内,U外=E-Ir。(4)适用范围:①I=𝐸𝑅+𝑟、E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。②U外=E-Ir、E=U外+U内适用于任意的闭合电路。-7-第1节闭合电路欧姆定律JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习思考手电筒中的电池用久了,虽然电动势没减少多少,但小灯泡却不怎么亮,为什么?提示:电池用久了,电动势并没明显减小,但内阻却明显变大,因而使电路中的电流很小,导致小灯泡很暗。-8-第1节闭合电路欧姆定律JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习4.路端电压与外电阻的关系路端电压的表达式有:U=E-Ir,U=IR,U=E-𝐸𝑟+𝑅r=𝐸1+𝑟𝑅。(1)当外电路断路时,R→∞,路端电压等于电源的电动势。(2)当外电路短路时,R=0,路端电压等于零,电路中的电流叫作短路电流,I短=𝐸𝑟。-9-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三对电动势的理解●问题导引●如图是一块手机上使用的锂离子电池上的几个数据:“电压:3.7V容量:850mA·h”,“充电电压:4.2V”。你知道上面各值的物理意义吗?(1)电动势表明了电源的什么特性?(2)上述电源若通过非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功是多少?-10-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三提示:(1)把其他形式的能转化为电势能。(2)W=qU=3.7J。-11-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三●名师精讲●1.概念理解在电源内部,通过非静电力做功,把正电荷从负极移到正极,电荷的电势能增加,电动势代表了非静电力做功的本领,它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。-12-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三2.电动势与电压的比较物理量比较内容电势差U电动势E物理意义电场力做功,电能转化为其他形式的能非静电力做功,其他形式能转化为电能定义式U=𝑊𝑞,W为电场力做的功E=𝑊𝑞,W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差-13-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三特别提醒(1)电动势是电源的基本属性,由电源本身决定。(2)电动势是标量,但有方向。为研究问题方便,规定电动势的方向为电源内部电流方向,即由电源负极指向正极。(3)电压表并联在电源两端,电压表测量的是路端电压,只有电压表视为理想仪表时,其示数才等于电源电动势。-14-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三【例题1】(多选)关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多-15-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三解析:电源是将其他能量转化为电能的装置,在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加,因此选项A正确。电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量,电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功越多,也不能说电动势越大,被移送的电荷量越多,所以选项C正确。答案:AC-16-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三反思解决有关电动势理解问题的关键是要掌握对电动势多层次的描述,明确它是电源本身的一个特征量,与外界无关,只与电源内部构造有关。触类旁通干电池上面的“1.5V”的含义指的是什么?提示:“1.5V”指的是干电池的电动势为1.5V,电池的电动势决定于非静电力做功的性质,即电池正、负极的材料及电解液的性质,与体积无关,1号、5号、7号干电池的电动势均为1.5V。-17-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三闭合电路欧姆定律的理解与应用●问题导引●傍晚用电量是每一天的高峰时段,万家灯火,但灯光较暗,而夜深人静时,你若打开灯的话,灯光特别亮;又如在家用电器使用中,打开大功率的空调后,你会发现灯泡会暗,而关掉空调后灯又会马上变得亮一些。为什么接入较多的用电器时灯会变暗?提示:当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的,其总电阻会变小,干路中的电流就会很大。干路上就会分担较多的电压,造成灯泡两端的电压降低,所以灯泡的亮度也就变暗了。-18-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三●名师精讲●1.解决闭合电路问题的一般步骤(1)分析电路,认清各元件的串、并联关系,必要时画等效电路图,特别注意电压表和电流表对应的电路。(2)求总电流I:若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势,可用闭合电路欧姆定律直接求出;若内外电路上有多个未知电阻,可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I;当以上方法都行不通时,可以应用联立方程求出I。(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。(4)注意适用条件:外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽)等,不能直接用欧姆定律解决电流问题,可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算。-19-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三2.路端电压与外电阻的关系对纯电阻电路有:U=𝐸1+𝑟𝑅,图象表达:图象中各点的物理意义可从数学的角度去理解,曲线以U=E作为渐近线,某点切线斜率为该状态下的电流,原点曲线的切线斜率应该等于短路电流。-20-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三3.闭合电路的动态分析闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡亮暗)发生变化的问题分析的具体步骤如下:-21-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三特别提醒(1)对给定的电源,认为E、r不变。(2)在纯电阻电路中,任何一个电阻的增大(或减小),都将引起电路总电阻的增大(或减小),该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。(3)对于有电压变化的闭合电路问题,由E=U外+U内可知:内、外电路电压变化的绝对值相等,即|ΔU外|=|ΔU内|。-22-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三【例题2】在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小-23-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三解析:本题考查电路结构、闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响。电路结构:R1、R2并联后再与R3串联,A1测通过R1的电流I1,A2测通过R2的电流I2,V测路端电压U。R2的滑片由a滑向b时,R2阻值减小,电路总电阻减小,则总电流I增大;根据闭合电路欧姆定律知路端电压U=E-Ir,所以电压表示数U减小;R1两端电压U1=U-U3,而U3=IR3,U3增大,所以U1减小,则I1减小,而I=I1+I2,所以I2增大。答案:B-24-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三反思分析闭合电路的动态变化问题时,基本思路是“部分→整体→部分”,即根据局部电阻的变化,判断总电阻的变化,并进一步判断电流、路端电压的变化情况,根据串、并联电路的特点再确定电路其他部分电流、电压的变化情况。-25-第1节闭合电路欧姆定律ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究三闭合电路的能量转化●问题导引●在时间t内,外电路和内电路产生的焦耳热各是多少?电源非静电力做功是多少?它们之