研究闭合电路

1 / 14 研究闭合电路 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲 山课件 m 研究闭合电路学案（粤教版选修 3-1） 一、电动势 1 一 个 闭 合 电 路 可 以 分 为 两 部 分 ： _ 和_电源外部的电路叫做 _，外电路上的电阻称为 _，电源内部的电路叫 _，内电路上的电阻即电源的电阻称为 _，用 _表示 2电动势：是用来描述电源特性的物理量，数值上等于_，用符号 _表示，单位是 _ 二、闭合电路的欧姆定律 1 电 源 的 电 动 势 E 与 U 外和 U 内的关系为：_. 2闭合电路中的电流 I，外电阻 R、内电阻 r 与电源电动势E 的关系为： _. 3闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 _比，跟内、外电路的电阻之和成 _比公式表示为 I _. 三、路端电压跟负载的关系 1路端电压：就是 _，也可以理解为电源两极间的2 / 14 电压 2负载：电路中，消耗电能的元件常常称为负载负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化 3当外电阻 R(负载 )增大时，由闭合电路欧姆定律 I_可知，电路中的电流 I 减小，根据 U _Ir 可知，此时路端电压 U 将 _相反，当外电阻 (负载 )R 减小时，电流 I 将 _，路端电压 U 将 _ 四、测量电源的电动势和内阻 电源的特性主要由 _和 _来描述测电源的电动势和内阻的实验所依据的原理是 _，对于实验所得数据通常用 _法和 _法来处理 . 一、电动势 问题情境 1.简述闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念 2用什么物理量来描述电源的特性呢？ 要点提炼 1电动势：描述电源特性，表示电源提供电能本领的物理量 2电动势的数值：等于不接用电器时电源 _间电压 3电动势用 _表示，单位是 _ 3 / 14 二、闭合电路的欧姆定律 问题情境 一个闭合电路由内电路和外电路组成，根据初中学过的欧姆定律可以研究 其外电路电阻两端电压与电流的关系，但是内电路以及整个闭合回路又怎样研究呢？ 1类比于水流和地势，说明在外电路以及外电阻上电流的方向与电势有什么关系？ 2类比于抽水机，说明电源内部电流的方向与电势的关系？ 3课本 “ 观察与思考 ” 问题中， V1 与电源的电动势有什么关系？ 4分析课本 “ 观察与思考 ” 问题 2 中数据，得出 E、 U 外、U 内之间有什么定量关系？ 要点提炼 1电源的电动势 E 等于 _和 _之和，即 E _ _. 2 闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律：_ _. 表达式为 I 4 / 14 _. 问题延伸 电源两端的电势差可以这样理解，把电源看做两部分，一部分是理想的电源，电动势为 E，另一部分是电源的内阻 r，沿着电流的方向，经过理想电源电势就升高一个电动势 E，经过内阻 r 电势就降低一个 Ir，则电源两极间的电压为_ 三、路端电压跟负载的关系 问题情境 大家几乎都注意过这种现象，傍晚是每一天的用电高峰时段，灯光较暗，而夜深人静时，若打开灯的话，灯光会特别亮；在家用电器使用中，如夏季打开空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来，这是为什么呢？ 1什么是负载？ 2试分析：当外电阻 R 增大时，路端电压如何变化？ 要点提炼 1路端电压与外电阻的关系：当外电阻增大时，路端电压_；当外电阻减小时，路端电压 _ 5 / 14 2路端电压与电流的关系 图 1 对纯电阻电路有： U E Ir，对给定 的电源，电动势和内电阻为定值，所以路端电压与电流是线性关系，如图 1 所示，图象表达： U 轴截距是 _， I 轴截距等于 _，直线的斜率等于 _ 3外电路断开时，路端电压等于 _，外电路短路时，电路中的电流等于 _(表达式 ) 四、测量电源的电动势和内阻 问题情境 1.用实验的方法测量电源的电动势和内阻的原理是什么？电路图怎样？ 2对实验所得数据应采用哪些方法来处理？ 3用作图法来处理实验数据时， 图象的横坐标和纵坐标分别是什么物理量？所得图线与横轴和纵轴的交点以及图线斜率各有什么物理意义？ 6 / 14 问题延伸 1用一只电流表和一个电阻箱，能否测出电源的电动势和内阻？写出其原理式，画出电路图并找出处理数据的方法 2用一只电压表和一个电阻箱能否测出电源的电动势和内阻？写出原理式，画出电路图并找出处理数据的方法 例 1 如图 2 所示的电路中，当 S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表 )的示数各为和；当 S 断开时，它们的示数各改变和，求电源的电动势及内阻 图 2 思维总结 解此类题时，一定要先弄清电路的连接方式，以及电流表、电压表所测电流、电压的范围；理解电压表和电流表均为理想电表的含义 图 3 变式训练 1 如图 3 所示电路中， R1 R2 R3 1 ，电压表内阻很大，当 S 断开时，电压表示数为，当 S 闭合时，电压表示数为 1V，求电源的电动势与内阻 7 / 14 例 2 在如图 4 所示的电路中， E 为电源的电动势， r 为电源内阻， R1、 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 的滑动触头向 b 端移动，则三个电表示数变化情况是 ( ) 图 4 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 听课记录： 变式训练 2 在如图 5 所示的电路中，当滑动变阻器 R3 的滑片 P 向 b 端移动时 ( ) 图 5 A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变小，电流表示数变大 c电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小 例 3 如图 6 所示为两个独立 电路 A 和 B 的路端电压与其总8 / 14 电流的关系图线，则 ( ) 图 6 A路端电压都为 U1 时，它们的外电阻相等 B电流都是 I1 时，两电源内电压相等 c电路 A 的电动势大于电路 B 的电动势 D电路 A 中电源的内阻小于电路 B 中电源的内阻 听课记录： 变式训练 3 图 7 是根据某次实验记录数据画出的 U I 图象，下列关于这个图象的说法中正确的是 ( ) 图 7 A纵轴截距表示待测电源的电动势，即 E B横轴截距表示短路电流，即 I 短 c根据 r E/I 短，计算出待测电源内电阻为 5 D根据 r |UI| ，计算出待测电源内电阻为 1 【即学即练】 1关于电动势，下列说法正确的是 ( ) A电源电动势等于电源正负极之间的电势差 B用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值 9 / 14 c电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D电动势有方向，因此电动势是矢量 2电动势为 2V 的电池在电路上输出 1A 的电流，可以判定( ) A内、外电阻相差 2 B外电阻是 2 c内电阻是 2 D内、外电阻之和是 2 图 8 3如图 8 所示为某一电源的 U I 曲线，由图可知 ( ) A电源电动势为 2V B电源内电阻为 13 c电源短路时电流为 6A D电路路端电压为 1V 时，电路中电流为 5A 4.如图 9 所示的电路中，电阻 R 10. 当开关 S 断开时，电压表示数为 6V当开关 S 闭合时，电压表示数为，则电源的内阻为多少？ 图 9 10 / 14 参考答案 课前自主学习 一、 1外电路 内电路 外电路 外电阻 内电路 内电阻 r 2不接用电器时电源正负两极间的电压 E 伏特 二、 1 E U 外 U 内 IR Ir 3正 反 ER r 三、 1.外电压 r E 减小 增大 减小 四、电动势 内阻 闭合电路的欧姆定律 计算 作图 核心知识探究 一、 问题情境 1用导线把电源、用电器连成的一个电流的通路，就是闭合电路；电源外部的电路叫外电路，电源内部的电路叫内电路；外电路上的电阻叫外电阻，用 R 表示，内电路上的电阻即电源的电阻称为内电阻，用 r 表示 2物理学用电动势这个物理量来描述电源的特性 要点提炼 2正、负极 伏特 11 / 14 二、 问题情境 1在 外电路中电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方向电势是下降的 2电源内部电流由低电势流向高电势 3 V1 的示数等于电源电动势 4 E U 内 U 外 要点提炼 1 U 内 U 外 U 内 U 外 2闭合电路中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 ER r 问题延伸 U E Ir. 三、 问题情境 1电路中，消耗电能的元件常常称为负载 2当外电阻 R 增大时，根据 I ER r 可知，总电流 I 减小(E 和 r 为定值 )；内电压 Ir 减小，根据 U 外 E Ir 可知，路端电压 U 外增大 要点提炼 1增大 减小 2电动势 短路电流 内阻的相反数 12 / 14 3电源电动势 Er 四、 问题情境 1原理是闭合电路的欧姆定律，电路图如图所示 2方法一：计算法；方法二：作图法 3 I 为横轴， U 为纵轴；与横轴交点表示短路电流 I 短，与纵轴交点表示电源电动势，图线斜率的大小表示电源的内阻r. 问题延伸 甲 1能 原理式为 E IR Ir，电路图如图甲所示 处理数据的方法：计算法 E I1R1 I1rE I2R2 I2r 图象法：根据 R 1IE r 可画出 R 1I 图象 乙 2能 原理式为 E U URr 电路图如图乙所示 处理数据的方法：计算法 E U1 U1R1rE U2 U2R2r 图象法：由 1U 1E rE1R，可画出 1U 1R 图象 解题方法探究 13 / 14 例 1 2V 1 解析 当 S 闭合时， R1、 R2 并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得： U1 E I1r 即 E 当 S 断开时，只有 R1 接入电路，由闭合电路欧姆定律得： U2 E I2r 即 E ( ) ( )r 由 得： E 2V， r 1. 变式训练 1 2V 例 2 B R2 减小， R 总减小， I 增大， Ir 增大，路端电压即 U 减小， I(r R3)增大， R1、 R2 两端并联电压减小， I1减小， I2 增大， B 正确 变式训练 2 B 例 3 Ac 在路端电压与总电流的 U I 关系图线中，图线在 U 轴上的截距表示电动势 E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见 EA EB， rA rB.图中两直线的交点坐标为 (I1，U1)，由 R UI 可知，路端电压都