人教版必修第三册第十二章第二节闭合电路的欧姆定律课件2

第十二章电能能量守恒定律第十二章电能能量守恒定律1学习目标1.通过对电源内部结构的分析,了解其工作原理,理解电动势的概念和物理含义,知道电源电动势和内阻是标志电源性能的主要参数.2.通过分析闭合电路中的能量转化,理解闭合电路欧姆定律,掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系,并能用能量的观点解释,体会能量守恒定律在闭合电路的欧姆定律中的应用.3.能用闭合电路的欧姆定律解释负载对路端电压和电源输出功率的影响等实际问题,体会图像法在研究物理问题中的作用,知道欧姆表测量电阻的原理.2

闭合电路的欧姆定律学习目标1.通过对电源内部结构的分析,了解其工作原理,2知识点一电动势答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷从电源的负极流到电源的正极;在电源内部,负电荷从电源的正极流向负极.1.一干电池如图所示,当这节干电池充当电源时,负电荷是从电源的正极流到负极,还是从电源的负极流到正极?知识点一电动势答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷32.电动势.(1)概念:在物理学中,我们用

所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的特性,叫作电动势.(2)定义式:

.(3)单位:伏特(V).(4)物理意义:电动势在数值上等于

把1C的正电荷在电源内从

移送到

所做的功,即电动势是反映电源中非静电力做功本领的物理量.非静电力

非静电力负极正极2.电动势.非静电力

非静电力负极正极4(5)不同型号的电池如图所示,能否依据电池体积的大小判断电池电动势的大小?为什么?答案:不能.因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.(5)不同型号的电池如图所示,能否依据电池体积的大小判断电池5知识点二闭合电路欧姆定律及其能量分析1.将一节电压为1.5V的新电池接在如图所示的电路中,且电路中有一阻值为R的电阻.当开关断开时,用电压表测量出的电压为1.5V.当开关闭合后,电压表的读数变小.如何解释这种现象?答案:因为电源内有电阻,当开关闭合后,电源内的电阻分得了一部分电压,所以电压表读数小于1.5V.

知识点二闭合电路欧姆定律及其能量分析1.将一节电压为1.563.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势的变化规律.答案:内电路和外电路如图所示.在外电路中,沿电流的方向,电势逐渐降低.3.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势74.闭合电路的能量分析.闭合电路如图所示,设电源电动势为E,电源内阻为r,外电路电阻为R,电路中电流为I.试分析通电时间t内,非静电力做功与电能转化成其他形式能的关系.答案:通电时间t内,非静电力做的功W=EIt,外电路中电能转化成的内能Q外=I2Rt,内电路中电能转化成的内能Q内=I2rt,根据能量守恒定律可得W=Q外+Q内,所以EIt=I2Rt+I2rt.4.闭合电路的能量分析.答案:通电时间t内,非静电力做的功W8

电动势内、外电路的电阻之和E=U外+U内

电动势内、外电路的电阻之和E=U外+U内9知识点三路端电压与负载的关系路端电压的U-I图像如下图所示,外电路的电阻为R.

E-IrE电源的电动势

知识点三路端电压与负载的关系路端电压的U-I图像如下图所示10因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.答案:(1)10Ω1.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势的变化规律.电源向整个电路提供的总功率,表示将其他形式的能转化为电势能的功率与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E,与横轴交点的横坐标表示电源的短路电流答案:在电源内部,正电荷所受静电力的方向与正电荷运动的方向相反,故静电力对正电荷做负功;在电源内部,正电荷所受非静电力的方向与正电荷运动的方向相同,故非静电力对正电荷做正功;其他形式的能转化为正电荷的电势能.E=,数值上等于将1C正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池能把6J的化学能转化为电势能当开关断开时,用电压表测量出的电压为1.【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,下列说法正确的是 ()闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向B点移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的示数U2的变化情况是 ()路端电压的U-I图像如下图所示,外电路的电阻为R.过坐标轴原点,表示没有电压时电流为0电源最大输出功率可能大于45W答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷从电源的负极流到电源的正极;在电源内部,负电荷从电源的正极流向负极.7V的锂电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?答案:(1)C(2)NM(3)1000500见解析图.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电势能的本领?(1)滑动变阻器选用(填字母).电源的电动势为45V小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置. (

)2.把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化. (

)3.E=U+Ir适用于任何电路.(

)4.在电源一定的闭合电路中,外电路的电阻越大,路端电压越大. (

)5.外电路短路时,电路中的电流无穷大.(

)××√√×因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,11探究一

电动势问题情境如图所示,电源在电路中的作用是不断地将流到负极的正电荷经过电源内部搬运到正极,从而保持正、负极有稳定的电势差,电路中有持续的电流.探究一电动势问题情境如图所示,电源在电路中的作用是不断地将121.在图示电源内部,正电荷在运动过程中静电力对其做什么功?非静电力对正电荷做什么功?能量如何转化?答案:在电源内部,正电荷所受静电力的方向与正电荷运动的方向相反,故静电力对正电荷做负功;在电源内部,正电荷所受非静电力的方向与正电荷运动的方向相同,故非静电力对正电荷做正功;其他形式的能转化为正电荷的电势能.1.在图示电源内部,正电荷在运动过程中静电力对其做什么功?非132.日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如标有“1.5V”字样的普通干电池,标有“3.7V”字样的锂离子电池.如果把1C的正电荷从一节1.5V的干电池的负极移到正极,非静电力做多少功?电荷的电势能增加多少?如果把1C的正电荷从3.7V的锂电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?答案:把1C的正电荷从1.5V的干电池的负极移到正极,非静电力做功1.5J,电荷的电势能增加1.5J;把1C的正电荷从3.7V的锂电池的负极移到正极,非静电力做功3.7J,电荷的电势能增加3.7J.3.7V的锂电池做功本领大.2.日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如标有答案:把1143.是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电势能的本领?

3.是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的15过程建构1.对非静电力的理解.(1)非静电力:电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力,是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.(2)来源:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能;在发电机中,非静电力是电磁作用,它把机械能转化为电势能.过程建构1.对非静电力的理解.162.电势差与电源电动势的区别.比较项电势差电动势意义表示静电力做功将电势能转化为其他形式的能的本领大小表示非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领大小概念UAB=,数值上等于将1C正电荷从导体一端移到另一端静电力所做的功E=,数值上等于将1C正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功单位伏特(V)伏特(V)正、负含义正、负表示相对零电势点的高低,电流流过电阻,电势降低一般地,在中学E取正值,不讨论负电动势问题决定因素由电源及导体的电阻和连接方式决定仅由电源本身决定2.电势差与电源电动势的区别.比较项电势差电动势意义表示静电17【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,下列说法正确的是 (

)A.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池能把6J的化学能转化为电势能B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为6JD.该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的强【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,18解析:由W=Eq可知,电路中每通过1C的电荷时,铅蓄电池将6J的化学能转化为电势能,故选项A正确;电源的电动势只与电源的性质有关,与体积无关,故选项B错误;电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为W=Eq=6J,故选项C正确;电动势反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领,故选项D正确.答案:ACD解析:由W=Eq可知,电路中每通过1C的电荷时,铅蓄电池将19探究二闭合电路欧姆定律及其能量分析问题情境下图为闭合电路的组成示意图.1.若电源电动势为E,闭合开关,电路中的电流为I,在时间t内非静电力做功多少?内、外电路中产生的热量分别为多少?它们之间有怎样的关系?探究二闭合电路欧姆定律及其能量分析问题情境下图为闭合电路的202.闭合电路的电流I与电动势E、外电路的电阻R和内阻r有什么关系?

答案:非静电力做功W=EIt,内、外电路产生的热量分别为Q内=I2rt,Q外=I2Rt,根据能量守恒定律有W=Q外+Q内,即EIt=I2Rt+I2rt.2.闭合电路的电流I与电动势E、外电路的电阻R和内阻r有什么213.图示电路中,电源的输出功率与外电路的电阻R有什么关系?电源的效率与外电路的电阻R有什么关系?

3.图示电路中,电源的输出功率与外电路的电阻R有什么关系?电22过程建构

过程建构

232.电源的功率.项目物理意义表达形式电源的总功率P总电源向整个电路提供的总功率,表示将其他形式的能转化为电势能的功率任何电路都有P总=EI,若外电路为纯电阻电路,可表示为P总=I2(R+r)=电源内阻的热功率P内电源内阻消耗的功率P内=I2r电源的输出功率P出外电路消耗的功率任何电路都有P出=U外·I,若外电路为纯电阻电路,P出=I2R==三者关系:P总=P内+P出2.电源的功率.项目物理意义表达形式电源的总电源向整个电路提24【典例2】如图所示,电源电动势为E,内阻为r.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向B点移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的示数U2的变化情况是 (

)A.U1变大,U2变小B.U1变大,U2变大C.U1变小,U2变小

D.U1变小,U2变大[学会审题]【典例2】如图所示,电源电动势为E,内阻为r.闭合开关,当滑25

答案:A

答案:A26【典例3】如图所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R2为滑动变阻器.

【典例3】如图所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R27

28

答案:(1)10Ω

1.6W

(2)0

5.12W

80%

(3)不能,理由见解析.

答案:(1)10Ω1.6W(2)05.12W29电路中最大功率的计算技巧(1)电源最大输出功率的计算.在闭合电路中E和r不变,电源的输出功率P出随R外的变化而变化,且当R外=r,电源的输出功率P出最大.(2)电路中可变电阻最大功率的计算.当电路中有一个电阻变化而其他电阻恒定时,可以把这个电阻看作外电路,把其他的定值电阻当作电源内阻的一部分,当R变=R定+r时,P变有最大值.(3)电路中定值电阻最大功率的计算.定值电阻的阻值不变,根据P=I2R,当电路中电流最大时,其功率最大.电路中最大功率的计算技巧30探究三路端电压与电流、负载的关系问题情境1.在如图所示的电路中,电源的电动势E=10V,内阻r=1Ω,试求当外电路的电阻分别是3Ω、4Ω、9Ω时所对应的路端电压.通过计算,你发现了怎样的规律?

探究三路端电压与电流、负载的关系问题情境1.在如图所示的电312.依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律,推导出路端电压和负载电阻的关系,并分析用电压表直接测电源电动势的依据.

2.依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律,推导出路端电323.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式,并画出U-I图像,说明图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从0开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么?答案:由E=U+U内及U内=Ir得U=E-Ir,U-I图像如图所示.

3.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系33两类U-I图像的比较.过程建构比较项路端电压的U-I图像定值电阻的U-I图像图像物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系定值电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系与坐标轴的交点与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E,与横轴交点的横坐标表示电源的短路电流过坐标轴原点,表示没有电压时电流为0坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值(纯电阻电路中)表示外电路的电阻,不同点对应的电阻不同表示此定值电阻的阻值,每一点对应的比值相等斜率的绝对值电源内阻r定值电阻的阻值两类U-I图像的比较.过程建构比较项路端电压的U-I图像定值34【典例4】(多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R两端的电压与电流的关系图像.用该电源直接与电阻R串联组成闭合电路,由图像可知(

)A.电源的电动势为3V,内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的输出功率为4WD.电源的效率为50%【典例4】(多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源35

答案:ABC

答案:ABC36探究四欧姆表的原理及应用问题情境欧姆表是在电流表的基础上改装而成的.为了使测量电阻时电流表指针能够偏转,表内应有电源.下图是一个简单欧姆表的内部电路和刻度盘.探究四欧姆表的原理及应用问题情境欧姆表是在电流表的基础上改371.为什么欧姆表的零刻度在刻度盘的右端?如何计算欧姆表的内阻?

1.为什么欧姆表的零刻度在刻度盘的右端?如何计算欧姆表的内阻382.欧姆表刻度盘上的刻度为什么是不均匀的?

2.欧姆表刻度盘上的刻度为什么是不均匀的?

393.欧姆表刻度盘的中间刻度值有什么重要意义?

3.欧姆表刻度盘的中间刻度值有什么重要意义?

401.欧姆表的内部结构:欧姆表由表头、电源和可变电阻三部分组成.如图所示.过程建构2.原理:依据闭合电路欧姆定律,由电流表改装而成.1.欧姆表的内部结构:欧姆表由表头、电源和可变电阻三部分组成41

42【典例5】把一量程为0~6mA、内阻为100Ω的电流表改装成欧姆表,电路如图所示.现备有如下器材:A.电源(E=3V,内阻不计)B.滑动变阻器0~100ΩC.滑动变阻器0~500ΩD.红表笔E.黑表笔(1)滑动变阻器选用

(填字母).

(2)红表笔接

端,黑表笔接

端.(均选填“M”或“N”)

【典例5】把一量程为0~6mA、内阻为100Ω的电流表改43(3)把电流表改装成欧姆表后,电流表2mA刻度处应标为

Ω,电流表3mA刻度处应标为

Ω,在如图所示的刻度盘上标注对应的电阻值.

(4)若该欧姆表使用一段时间后,电源电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法接入同样待测电阻Rx,其测量结果与真实值相比将

(选填“偏大”“偏小”或“不变”).

(3)把电流表改装成欧姆表后,电流表2mA刻度处应标为44

45

答案:(1)C

(2)N

M

(3)1000

500见解析图.

(4)偏大

答案:(1)C(2)NM(3)1000500见46课堂评价答案:B1.将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路,测得电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示.下列说法正确的是 (

)A.电源最大输出功率可能大于45WB.电源的内阻为5ΩC.电源的电动势为45VD.电阻箱消耗的功率为最大值时,电源的效率大于50%课堂评价答案:B1.将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路,测47答案:AD2.(多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示,下列结论正确的是 (

)A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω答案:AD2.(多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所48电源最大输出功率可能大于45W电源的电动势为45V电路中最大功率的计算技巧电源的电动势为45V电路中最大功率的计算技巧答案:把1C的正电荷从1.(多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示,下列结论正确的是 ()(5)不同型号的电池如图所示,能否依据电池体积的大小判断电池电动势的大小?为什么?根据能量守恒定律可得W=Q外+Q内,因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.外电路短路时,电路中的电流无穷大.欧姆表刻度盘上的刻度为什么是不均匀的?电源向整个电路提供的总功率,表示将其他形式的能转化为电势能的功率3A时的外电阻是18Ω通过计算,你发现了怎样的规律?为了使测量电阻时电流表指针能够偏转,表内应有电源.当电路中有一个电阻变化而其他电阻恒定时,可以把这个电阻看作外电路,把其他的定值电阻当作电源内阻的一部分,当R变=R定+r时,P变有最大值.外电路短路时,电路中的电流无穷大.电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置.5V的新电池接在如图所示的电路中,且电路中有一阻值为R的电阻.下图是一个简单欧姆表的内部电路和刻度盘.3.如图所示,电源电动势为E,电源内阻为r=1Ω,定值电阻R1=4Ω,滑动变阻器R2变化范围是0~10Ω.下列说法正确的是(

)答案:DA.当R2=3Ω时,电源的输出功率最大B.当R2=3Ω时,R1获得的功率最大C.当R2=0时,电源的效率最大D.当R2=0时,R1获得的功率最大电源最大输出功率可能大于45W3.如图所示,电源电动势为E494.如图所示,电源电动势和内阻都保持不变,当滑动变阻器滑片向上移动时 (

)答案:AA.电压表的读数增大,电流表的读数减小B.电压表和电流表的读数都增大C.电压表和电流表的读数都减小D.电流表的读数增大,电压表的读数减小4.如图所示,电源电动势和内阻都保持不变,当滑动变阻器滑片向50

答案:D

答案:D51人教版必修第三册第十二章第二节闭合电路的欧姆定律课件252第十二章电能能量守恒定律第十二章电能能量守恒定律53学习目标1.通过对电源内部结构的分析,了解其工作原理,理解电动势的概念和物理含义,知道电源电动势和内阻是标志电源性能的主要参数.2.通过分析闭合电路中的能量转化,理解闭合电路欧姆定律,掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系,并能用能量的观点解释,体会能量守恒定律在闭合电路的欧姆定律中的应用.3.能用闭合电路的欧姆定律解释负载对路端电压和电源输出功率的影响等实际问题,体会图像法在研究物理问题中的作用,知道欧姆表测量电阻的原理.2

闭合电路的欧姆定律学习目标1.通过对电源内部结构的分析,了解其工作原理,54知识点一电动势答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷从电源的负极流到电源的正极;在电源内部,负电荷从电源的正极流向负极.1.一干电池如图所示,当这节干电池充当电源时,负电荷是从电源的正极流到负极,还是从电源的负极流到正极?知识点一电动势答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷552.电动势.(1)概念:在物理学中,我们用

所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的特性,叫作电动势.(2)定义式:

.(3)单位:伏特(V).(4)物理意义:电动势在数值上等于

把1C的正电荷在电源内从

移送到

所做的功,即电动势是反映电源中非静电力做功本领的物理量.非静电力

非静电力负极正极2.电动势.非静电力

非静电力负极正极56(5)不同型号的电池如图所示,能否依据电池体积的大小判断电池电动势的大小?为什么?答案:不能.因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.(5)不同型号的电池如图所示,能否依据电池体积的大小判断电池57知识点二闭合电路欧姆定律及其能量分析1.将一节电压为1.5V的新电池接在如图所示的电路中,且电路中有一阻值为R的电阻.当开关断开时,用电压表测量出的电压为1.5V.当开关闭合后,电压表的读数变小.如何解释这种现象?答案:因为电源内有电阻,当开关闭合后,电源内的电阻分得了一部分电压,所以电压表读数小于1.5V.

知识点二闭合电路欧姆定律及其能量分析1.将一节电压为1.5583.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势的变化规律.答案:内电路和外电路如图所示.在外电路中,沿电流的方向,电势逐渐降低.3.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势594.闭合电路的能量分析.闭合电路如图所示,设电源电动势为E,电源内阻为r,外电路电阻为R,电路中电流为I.试分析通电时间t内,非静电力做功与电能转化成其他形式能的关系.答案:通电时间t内,非静电力做的功W=EIt,外电路中电能转化成的内能Q外=I2Rt,内电路中电能转化成的内能Q内=I2rt,根据能量守恒定律可得W=Q外+Q内,所以EIt=I2Rt+I2rt.4.闭合电路的能量分析.答案:通电时间t内,非静电力做的功W60

电动势内、外电路的电阻之和E=U外+U内

电动势内、外电路的电阻之和E=U外+U内61知识点三路端电压与负载的关系路端电压的U-I图像如下图所示,外电路的电阻为R.

E-IrE电源的电动势

知识点三路端电压与负载的关系路端电压的U-I图像如下图所示62因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.答案:(1)10Ω1.在下图所示的电路中标出内电路和外电路,并分析外电路中电势的变化规律.电源向整个电路提供的总功率,表示将其他形式的能转化为电势能的功率与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E,与横轴交点的横坐标表示电源的短路电流答案:在电源内部,正电荷所受静电力的方向与正电荷运动的方向相反,故静电力对正电荷做负功;在电源内部,正电荷所受非静电力的方向与正电荷运动的方向相同,故非静电力对正电荷做正功;其他形式的能转化为正电荷的电势能.E=,数值上等于将1C正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池能把6J的化学能转化为电势能当开关断开时,用电压表测量出的电压为1.【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,下列说法正确的是 ()闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向B点移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的示数U2的变化情况是 ()路端电压的U-I图像如下图所示,外电路的电阻为R.过坐标轴原点,表示没有电压时电流为0电源最大输出功率可能大于45W答案:当干电池充当电源时,在电源外部,负电荷从电源的负极流到电源的正极;在电源内部,负电荷从电源的正极流向负极.7V的锂电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?答案:(1)C(2)NM(3)1000500见解析图.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电势能的本领?(1)滑动变阻器选用(填字母).电源的电动势为45V小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置. (

)2.把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化. (

)3.E=U+Ir适用于任何电路.(

)4.在电源一定的闭合电路中,外电路的电阻越大,路端电压越大. (

)5.外电路短路时,电路中的电流无穷大.(

)××√√×因为电动势由电源中非静电力的特性决定,对于常用的干电池来说,63探究一

电动势问题情境如图所示,电源在电路中的作用是不断地将流到负极的正电荷经过电源内部搬运到正极,从而保持正、负极有稳定的电势差,电路中有持续的电流.探究一电动势问题情境如图所示,电源在电路中的作用是不断地将641.在图示电源内部,正电荷在运动过程中静电力对其做什么功?非静电力对正电荷做什么功?能量如何转化?答案:在电源内部,正电荷所受静电力的方向与正电荷运动的方向相反,故静电力对正电荷做负功;在电源内部,正电荷所受非静电力的方向与正电荷运动的方向相同,故非静电力对正电荷做正功;其他形式的能转化为正电荷的电势能.1.在图示电源内部,正电荷在运动过程中静电力对其做什么功?非652.日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如标有“1.5V”字样的普通干电池,标有“3.7V”字样的锂离子电池.如果把1C的正电荷从一节1.5V的干电池的负极移到正极,非静电力做多少功?电荷的电势能增加多少?如果把1C的正电荷从3.7V的锂电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?答案:把1C的正电荷从1.5V的干电池的负极移到正极,非静电力做功1.5J,电荷的电势能增加1.5J;把1C的正电荷从3.7V的锂电池的负极移到正极,非静电力做功3.7J,电荷的电势能增加3.7J.3.7V的锂电池做功本领大.2.日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如标有答案:把1663.是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电势能的本领?

3.是不是非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电势能的67过程建构1.对非静电力的理解.(1)非静电力:电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力,是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.(2)来源:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能;在发电机中,非静电力是电磁作用,它把机械能转化为电势能.过程建构1.对非静电力的理解.682.电势差与电源电动势的区别.比较项电势差电动势意义表示静电力做功将电势能转化为其他形式的能的本领大小表示非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领大小概念UAB=,数值上等于将1C正电荷从导体一端移到另一端静电力所做的功E=,数值上等于将1C正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功单位伏特(V)伏特(V)正、负含义正、负表示相对零电势点的高低,电流流过电阻,电势降低一般地,在中学E取正值,不讨论负电动势问题决定因素由电源及导体的电阻和连接方式决定仅由电源本身决定2.电势差与电源电动势的区别.比较项电势差电动势意义表示静电69【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,下列说法正确的是 (

)A.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池能把6J的化学能转化为电势能B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C.电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为6JD.该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的强【典例1】(多选)一组铅蓄电池的电动势为6V,内阻不为0,70解析:由W=Eq可知,电路中每通过1C的电荷时,铅蓄电池将6J的化学能转化为电势能,故选项A正确;电源的电动势只与电源的性质有关,与体积无关,故选项B错误;电路中每通过1C的电荷,铅蓄电池内部非静电力做功为W=Eq=6J,故选项C正确;电动势反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领,故选项D正确.答案:ACD解析:由W=Eq可知,电路中每通过1C的电荷时,铅蓄电池将71探究二闭合电路欧姆定律及其能量分析问题情境下图为闭合电路的组成示意图.1.若电源电动势为E,闭合开关,电路中的电流为I,在时间t内非静电力做功多少?内、外电路中产生的热量分别为多少?它们之间有怎样的关系?探究二闭合电路欧姆定律及其能量分析问题情境下图为闭合电路的722.闭合电路的电流I与电动势E、外电路的电阻R和内阻r有什么关系?

答案:非静电力做功W=EIt,内、外电路产生的热量分别为Q内=I2rt,Q外=I2Rt,根据能量守恒定律有W=Q外+Q内,即EIt=I2Rt+I2rt.2.闭合电路的电流I与电动势E、外电路的电阻R和内阻r有什么733.图示电路中,电源的输出功率与外电路的电阻R有什么关系?电源的效率与外电路的电阻R有什么关系?

3.图示电路中,电源的输出功率与外电路的电阻R有什么关系?电74过程建构

过程建构

752.电源的功率.项目物理意义表达形式电源的总功率P总电源向整个电路提供的总功率,表示将其他形式的能转化为电势能的功率任何电路都有P总=EI,若外电路为纯电阻电路,可表示为P总=I2(R+r)=电源内阻的热功率P内电源内阻消耗的功率P内=I2r电源的输出功率P出外电路消耗的功率任何电路都有P出=U外·I,若外电路为纯电阻电路,P出=I2R==三者关系:P总=P内+P出2.电源的功率.项目物理意义表达形式电源的总电源向整个电路提76【典例2】如图所示,电源电动势为E,内阻为r.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向B点移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的示数U2的变化情况是 (

)A.U1变大,U2变小B.U1变大,U2变大C.U1变小,U2变小

D.U1变小,U2变大[学会审题]【典例2】如图所示,电源电动势为E,内阻为r.闭合开关,当滑77

答案:A

答案:A78【典例3】如图所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R2为滑动变阻器.

【典例3】如图所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R79

80

答案:(1)10Ω

1.6W

(2)0

5.12W

80%

(3)不能,理由见解析.

答案:(1)10Ω1.6W(2)05.12W81电路中最大功率的计算技巧(1)电源最大输出功率的计算.在闭合电路中E和r不变,电源的输出功率P出随R外的变化而变化,且当R外=r,电源的输出功率P出最大.(2)电路中可变电阻最大功率的计算.当电路中有一个电阻变化而其他电阻恒定时,可以把这个电阻看作外电路,把其他的定值电阻当作电源内阻的一部分,当R变=R定+r时,P变有最大值.(3)电路中定值电阻最大功率的计算.定值电阻的阻值不变,根据P=I2R,当电路中电流最大时,其功率最大.电路中最大功率的计算技巧82探究三路端电压与电流、负载的关系问题情境1.在如图所示的电路中,电源的电动势E=10V,内阻r=1Ω,试求当外电路的电阻分别是3Ω、4Ω、9Ω时所对应的路端电压.通过计算,你发现了怎样的规律?

探究三路端电压与电流、负载的关系问题情境1.在如图所示的电832.依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律,推导出路端电压和负载电阻的关系,并分析用电压表直接测电源电动势的依据.

2.依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律,推导出路端电843.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式,并画出U-I图像,说明图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从0开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么?答案:由E=U+U内及U内=Ir得U=E-Ir,U-I图像如图所示.

3.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系85两类U-I图像的比较.过程建构比较项路端电压的U-I图像定值电阻的U-I图像图像物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系定值电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系与坐标轴的交点与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E,与横轴交点的横坐标表示电源的短路电流过坐标轴原点,表示没有电压时电流为0坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值(纯电阻电路中)表示外电路的电阻,不同点对应的电阻不同表示此定值电阻的阻值,每一点对应的比值相等斜率的绝对值电源内阻r定值电阻的阻值两类U-I图像的比较.过程建构比较项路端电压的U-I图像定值86【典例4】(多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R两端的电压与电流的关系图像.用该电源直接与电阻R串联组成闭合电路,由图像可知(

)A.电源的电动势为3V,内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的输出功率为4WD.电源的效率为50%【典例4】(多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源87

答案:ABC

答案:ABC88探究四欧姆表的原理及应用问题情境欧姆表是在电流表的基础上改装而成的.为了使测量电阻时电流表指针能够偏转,表内应有电源.下图是一个简单欧姆表的内部电路和刻度盘.探究四欧姆表的原理及应用问题情境欧姆表是在电流表的基础上改891.为什么欧姆表的零刻度在刻度盘的右端?如何计算欧姆表的内阻?

1.为什么欧姆表的零刻度在刻度盘的右端?如何计算欧姆表的内阻902.欧姆表刻度盘上的刻度为什么是不均匀的?

2.欧姆表刻度盘上的刻度为什么是不均匀的?

913.欧姆表刻度盘的中间刻度值有什么重要意义?

3.欧姆表刻度盘的中间刻度值有什么重要意义?

921.欧姆表的内部结构:欧姆表由表头、电源和可变电阻三部分组成.如图所示.过程建构2.原理:依据闭合电路欧姆定律,由电流表改装而成.1.欧姆表的内部结构:欧姆表由表头、电源和可变电阻三部分组成93

94【典例5】把一量程为0~6mA、内阻为100Ω的电流表改装成欧姆