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第3课时闭合电路欧姆定律导学目标1.理解闭合电路欧姆定律的内容，并能进行电路动态分析及电路的相关计算.2.能利用U－I图像进行分析并计算．第3课时基础再现·深度思考一、电源的电动势[基础导引]关于电源的电动势，判断下面说法的正误：(1)电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压()(2)同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化()(3)电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量()(4)在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大()×××√解析电动势和电压是不同的概念，(1)错．电动势是电源本身的性质，与所在电路无关，(2)、(4)错，(3)正确．第3课时基础再现·深度思考[知识梳理]1．电源是通过非静电力做功把的能转化成的装置．2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电源本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．4．电动势是量，需注意电动势不是电压．其它形式电势能把其它形式的能转化成电势能第3课时基础再现·深度思考Wq标二、闭合电路欧姆定律[基础导引]如图1所示电路中，电源的电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω.下列说法中正确的是()A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0图1AC第3课时基础再现·深度思考[知识梳理]闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成.(2)公式I＝(只适用于纯电阻电路)E＝(适用于任何电路)(3)路端电压与外电阻的关系①负载R增大→I减小→U内→U外外电路断路时(R＝∞)，I＝0，U外＝E.②负载R减小→I增大→U内→U外外电路短路时(R＝0)，I＝，U内＝E.正比反比U外＋U内减小增大增大减小第3课时基础再现·深度思考ER＋rEr(4)U－I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而；U－I关系图线如图2所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为.②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为.③图线的斜率的绝对值为电源的.减小电动势E短路电流Im内阻r思考：对于U－I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况，直线的斜率的意义是否变化？图2答案不变．斜率的绝对值仍表示电源内阻．第3课时基础再现·深度思考课堂探究·突破考点考点一电路的动态分析考点解读电路的动态分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现．该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对串并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推理能力．第3课时课堂探究·突破考点典例剖析例1(2011·北京理综·17)如图3所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图3A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大第3课时课堂探究·突破考点解析由变阻器R0的滑动端向下滑动可知R0连入电路的有效电阻减小，则R总减小，由I＝ER总＋r可知I增大，由U内＝Ir可知U内增大，由E＝U内＋U外可知U外减小，故电压表示数减小．由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝U2R2可知电流表示数变小，故A正确．答案A第3课时课堂探究·突破考点思维突破电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R2的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路并联分流I串联分压U→变化支路.(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．第3课时课堂探究·突破考点考点二电路中的有关功率及效率考点解读1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．第3课时课堂探究·突破考点3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R(R＋r)2＝E2(R－r)2R＋4r.(3)输出功率随R的变化关系①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E24r.②当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小．第3课时课堂探究·突破考点③当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大．④当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.⑤P出与R的关系如图5所示．图5第3课时课堂探究·突破考点4．电源的效率(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%.(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.特别提醒1.当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．2.对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同．第3课时课堂探究·突破考点典例剖析例2在如图6所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关S接b时，电压表示数为4.5V，试求：(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；(3)当开关S接c时，通过R2的电流．图6第3课时课堂探究·突破考点解析(1)当S接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得通过电源的电流I1＝PR2＝1A电源两端的电压U1＝PR2＝4V.(2)当S接a时，有E＝U1＋I1r＝4＋r①当S接b时，R1和R2串联，R外′＝R1＋R2＝6Ω通过电源的电流I2＝U2R1＋R2＝0.75A这时有：E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r②解①②式得：E＝6V，r＝2Ω.(3)当S接c时，R总＝R1＋r＋R23＝6Ω总电流I3＝ER总＝1A通过R2的电流I′＝12I3＝0.5A.答案(1)1A4V(2)6V2Ω(3)0.5A第3课时课堂探究·突破考点考点三涉及U－I图像的功率计算考点解读两种图线的比较：图像上的特征物理意义电源U－I图像电阻U－I图像图像表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻的电流随电阻两端电压的变化关系第3课时课堂探究·突破考点图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率内电阻r的相反数－r表示电阻大小第3课时课堂探究·突破考点典例剖析例3如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法正确的是()图8A．电源的电动势为50VB．电源的内阻为253ΩC．电流为2.5A时，外电路的电阻为15ΩD．输出功率为120W时，输出电压是30V第3课时课堂探究·突破考点解析电源的输出电压和电流的关系为：U＝E－Ir，显然直线①的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出截距为50V，斜率的大小等于r＝50－206－0Ω＝5Ω，A正确，B错误；当电流为I1＝2.5A时，由回路中电流I1＝Er＋R外，解得外电路的电阻R外＝15Ω，C正确；当输出功率为120W时，由题图中P－I关系图线中看出对应干路电流为4A，再从U－I图线中读取对应的输出电压为30V，D正确．第3课时课堂探究·突破考点答案ACD方法提炼含电容器电路的分析方法1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置处补上．2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差．第3课时课堂探究·突破考点3．电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．4．含电容器电路的处理方法：如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源电动势E，而是路端电压U.第3课时课堂探究·突破考点跟踪训练4如图11所示的电路中，电源的电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比()A．U变小B．I变小C．Q不变D．Q减小图11第3课时课堂探究·突破考点解析当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝ER＋R2＋r减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错，B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．答案B第3课时课堂探究·突破考点