物理教科选修3-1第2章第四节

1、选修选修3-1 3-1 第二章第四节第二章第四节电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律返回返回课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道电源是把其他形式的能转化为电知道电源是把其他形式的能转化为电能的装置能的装置2了解电动势的物理意义了解电动势的物理意义3理解电源的内电阻理解电源的内电阻4理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律5会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，能进行相关的电路分析和计算关系，能进行相关的电路分析和计算重点难点：闭合电路欧姆定律的理解和应用重点难点：闭合电路

2、欧姆定律的理解和应用KR闭合电键闭合电键K，灯泡亮吗？为什么？，灯泡亮吗？为什么？问题：问题：正极正极负极负极电源电源+1 1、在导线中，电场方向、在导线中，电场方向是怎样的？是怎样的？2 2、正电荷在导线中如何、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的？移动？电流方向是怎样的？3 3、在电源内部电场是怎样的？电源内部电荷怎样移、在电源内部电场是怎样的？电源内部电荷怎样移动动? ?电源内部的电流方向如何？电源内部的电流方向如何？4 4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？正功还是负功？5 5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看

3、，电、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？源的作用是什么？问题探究：问题探究：电源电源是一种把其它形式能转化为电能是一种把其它形式能转化为电能的装置的装置（电池、发电机（电池、发电机) )电源在电路中的作用电源在电路中的作用：将其它形式的：将其它形式的能转变为电能；保持导体两端有持续能转变为电能；保持导体两端有持续的电压。的电压。 1.1.定义：定义：电源将其他形式的能转化为电势电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用能的特性可以用电动势电动势（符号：（符号：E E）来表来表示，示，它等于电源未接入电路时两极间的电它等于电源未接入电路时两极间的电压。（开路电压）压。（开

4、路电压）一、电源电动势一、电源电动势2.2.物理意义：物理意义：反映电源把其他形式的能反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小转化为电能本领的大小。伏特（伏特（V V） 1V=1J/C1V=1J/C4 4、单位：、单位：6 6、电动势是标量，电动势是标量，电源内部电流的方电源内部电流的方向，由电源负极指向正极向，由电源负极指向正极5 5、特点：、特点：电动势由电动势由电源中非静电力的特电源中非静电力的特性决定性决定，跟电源的体积、形状无关，与，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。是否联入电路及外电路的情况无关。3 3、大小：、大小：数值上等于非静电力把数值上等于非静电力

5、把1C1C的的正电荷在电源内部从负极移送到正极所正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。做的功。生活中的电池生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池二、电路和电阻的认识二、电路和电阻的认识 外电路：外电路：电源外部的电路，电源外部的电路，包括用电器、导线等包括用电器、导线等。 外电阻：外电阻：外电路的总电阻外电路的总电阻内电阻：内电阻：内电路的电阻内电路的电阻通常称为电源的内阻通常称为电源的内阻. 内电路：内电路：电源内部的电路电源内部的电路. 返回返回三三、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律1闭合电路组成闭合电路组成(1)外电路：外电路：_的电路

6、，在外电路中，沿电的电路，在外电路中，沿电流方向电势流方向电势_(2)内电路：内电路：_的电路，在内电路中，沿电的电路，在内电路中，沿电流方向电势流方向电势_2闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟大小跟_成正比，跟内、外电路的成正比，跟内、外电路的_成反比成反比电源外部电源外部降落降落电源内部电源内部升高升高电源的电动势电源的电动势电阻之和电阻之和返回返回(2)公式：公式：I_.(3)适用范围：适用范围：_电路电路(4)常用的变形公式及适用范围：常用的变形公式及适用范围：公式：公式：E_U内内或或U_.

7、纯电阻纯电阻U外外EIr适用范围：适用于任何闭合电路适用范围：适用于任何闭合电路返回返回返回返回即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)一太阳能电池板，测得它的开路电压为一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短，短路电流为路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为若将该电池板与一阻值为20 的电的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.10 V B0.20 VC0.30 V D0.40 V返回返回返回返回即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)有两个相同的电阻有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为，串联

8、起来接在电动势为E的电的电源上，通过每个电阻的电流为源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的的电流为电流为2I/3，则该电源的内阻是，则该电源的内阻是()ARBR/2C4R DR/8返回返回返回返回图图241图像图像(U-I图像图像)，如图，如图241所示是一条倾斜所示是一条倾斜的的 _， 该 线 与 纵 轴 交 点 的 纵 坐 标 表 示， 该 线 与 纵 轴 交 点 的 纵 坐 标 表 示_，斜率的绝对值表示，斜率的绝对值表示_直线直线电动势电动势电源的内阻电源的内阻4、路端电压与电

9、流的关系路端电压与电流的关系公式：公式：U_.EIr闭合电路的伏安特性曲线闭合电路的伏安特性曲线返回返回四、闭合电路的动态分析问题四、闭合电路的动态分析问题1、特点：、特点：闭合电路的动态分析问题是指由于断开或闭合电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动、某电阻阻值发闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动、某电阻阻值发生变化等造成电路结构发生了变化，一处变化又引生变化等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。起了一系列的变化。2、分析方法、分析方法（1）程序法：基本思路是）程序法：基本思路是“部分部分整体整体部分部分”，根，根据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律来分

10、析各部分据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律来分析各部分的变化情况。的变化情况。返回返回（2）直观法：）直观法：当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。路的总电阻一定增大（或减小）。若开关的通或断使若开关的通或断使串联串联的用电器增多时，电路的的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通或断使总电阻增大；若开关的通或断使并联并联的用电器增多的用电器增多时，电路的总电阻减小；时，电路的总电阻减小；串反并同串反并同返回返回内容：内容：在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化

11、会引起电路其它部分的电流、电，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1）凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的）凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。（2）凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的）凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况

12、相同。阻值增大，它们也增大。阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。返回返回（4）极限法）极限法因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论特别提醒特别提醒 在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律、路端电压与总电流的关系、路端电压与总电流的关系及串及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个化时，

13、可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。量分析都可确定。返回返回即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3.如图如图242所示电源电动势为所示电源电动势为E，内阻为，内阻为r.当可当可变电阻的滑片变电阻的滑片P向向b端移动时，电压表端移动时，电压表V1的读数的读数U1与与电压表电压表V2的读数的读数U2的变化情况是的变化情况是()图图242返回返回AU1变大，变大，U2变小变小BU1变大，变大，U2变大变大CU1变小，变小，U2变小变小DU1变小，变小，U2变大变大返回返回五、解决闭合电路问题的一般步骤五、解决闭合电路问题的一般步骤(1)分析外电路上各元件的串、

14、并联关系，必要时需分析外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析要特别注意电流表和电画出等效电路图帮助分析要特别注意电流表和电压表所对应的电路压表所对应的电路(2)求总电流求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势值和电源电动势,可用闭合电路欧姆定律直接求出；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路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出通时，可以应用联立方程求出I.返回返回(3

15、)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求根据串、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各部分电路的电压和电流(4)当外电路含有非纯电阻元件时当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解如电动机、电解槽等槽等)，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到计算得到返回返回 如图如图244所示，直线所示，直线A为电源为电源a的路端电压与电流的关系的路端电压与电流的关

16、系图线；直线图线；直线B为电源为电源b的路端电压的路端电压与电流的关系图线；直线与电流的关系图线；直线C为一个为一个电阻电阻R两端电压与电流的关系图两端电压与电流的关系图线将这个电阻分别接到线将这个电阻分别接到a、b两两电源上，那么电源上，那么()课堂互动讲练课堂互动讲练路端电压和电流关系路端电压和电流关系图图244返回返回AR接到接到b电源上时电源的效率高电源上时电源的效率高BR接到接到b电源上时电源的输出功率较大电源上时电源的输出功率较大CR接到接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低电源效率较低DR接到接到a电源上时电阻的发热功率较大，电电源上时电阻

17、的发热功率较大，电源效率也较高源效率也较高【思路点拨】【思路点拨】由电源的路端电压随电流的变由电源的路端电压随电流的变化图像可获取电源和电路的相关信息化图像可获取电源和电路的相关信息返回返回【答案】【答案】AC返回返回【规律总结规律总结】电源的路端电压与电流的关系电源的路端电压与电流的关系图像是伏安法测电源电动势和内阻处理数据的图像是伏安法测电源电动势和内阻处理数据的一种重要方法，同时也是电路分析和计算的重一种重要方法，同时也是电路分析和计算的重要依据要依据返回返回变式训练变式训练1如图如图245所示是某电源的路端所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，由图像可知：电源的电压与电流的关系图像，

18、由图像可知：电源的电动势为电动势为_ V，电源的内阻为，电源的内阻为_ ，电流为，电流为0.3 A时的外电阻是时的外电阻是_ .图图245返回返回答案：答案：6.0218返回返回电路动态分析电路动态分析 (2011年广东实验中学检测年广东实验中学检测)电动势为电动势为E、内、内阻为阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器及滑动变阻器R连连接成如图接成如图246所示的电路，当滑动变阻器的触所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向头由中点滑向b端时，下列说法正确的是端时，下列说法正确的是()图图246返回返回A电压表和电流表读数都增大电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大电压表读数减小，电流表读数增大【思路点拨思路点拨】可变电阻可变电阻R是动态源，当该电阻增是动态源，当该电阻增