高中物理第二章电路及其应用6.电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律课件教科版必修第三册

6.电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律必备知识·自主学习关键能力·合作探究随堂演练·自主检测课

标

要

求思

维

导

图1.知道电源在电路中的作用以及电源的电动势和内阻．2．理解闭合电路欧姆定律，知道路端电压与电路中电流的关系．3．认识电源对生产、生活的作用，坚持实事求是的观点．必备知识·自主学习一、电池电源电动势和内电阻1．电源：所有能提供________的装置称为电源．2．闭合电路：由________、________、导线、开关等组成的电路，闭合电路包含两部分，电源的正、负极以外的部分称为________电路，电源内部称为________电路．3．路端电压：________电路两端的电压．电能电源用电器外内外4．电动势(1)定义：非静电力在电源内部将正电荷从电源负极移到正极____________与________的比称为电源的电动势．(2)公式：E＝________．(3)单位：________，简称：________，符号：________．(4)物理意义：表征电源内________力做功本领的物理量．数值上等于电源把____________经电源内部从负极移到正极的过程中________力所做的功．5．内阻：电源内部的电阻．所做的功W非电荷量q

伏特伏V非静电单位正电荷非静电二、闭合电路欧姆定律1．内容：在外电路只接有________元件的情况下，通过闭合电路的________大小跟电源的________成正比，跟_____________成反比．2．表达式：________．3．适用条件：外电路为____________．4．路端电压与电流的关系：U＝E－Ir，________时的路端电压等于电源的电动势．电阻电流电动势内外电阻之和

纯电阻电路断路[导学1]生活中常用的各种不同型号的干电池电动势相同，均为1.5V，但是电池的容量不同．

[导学2]非静电力做功把其他形式的能转化为电能，电动势表征电源把其他形式能转化为电能本领大小，不是转化能量的多少．

[导学3]外电路电阻增大，路端电压增大，当外电路断路时，路端电压等于电动势．关键能力·合作探究探究点一对电动势的理解导学探究日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样．(1)把1C的正电荷从1.5V的干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？(2)把1C的正电荷从3.7V的手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？(3)1.5V的干电池和3.7V的手机电池相比较，哪个电池做功的本领大些？提示：(1)1.5J；1.5J

(2)3.7J；3.7J

(3)3.7V的手机电池做功的本领大些归纳总结1.对电动势的理解(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关．(2)电动势是标量，但有方向，物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极，即电源内部电流的方向．(3)电源的内部也有电阻(即内电阻)，当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)．2．电源电动势与电压的区别和联系

电压电动势意义表示静电力做功，将电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能的本领大小定义单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值

典例示范例1下列是对电源电动势概念的认识，正确的是(

)A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化成的电能越多，电动势就越大D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同答案：B解析：电动势的大小由非静电力性质决定，与外电路及电池体积无关，故A错，B对；电动势在数值上等于搬运1C电荷量时其他形式的能转化为电能的数值，由于没确定多少电荷量，故C错；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，表示非静电力做功，而电压与电势差表示静电力做功，物理意义不同，故D错．素养训练1

(多选)铅蓄电池的电动势为2V，这表示(

)A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B．铅蓄电池断开时两极间的电压为2VC．铅蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能D．铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大

答案：ABD

探究点二闭合电路欧姆定律的理解和应用导学探究如图所示，闭合电路由外电路和内电路组成，用电器R和导线、开关组成外电路，电源内部是内电路，已知电源的电动势为E，内电阻为r，外电阻为R，设电路中的电流为I.(1)在外电路中沿着电流的方向，电势如何变化？(2)在内电路中沿着电流的方向，电势如何变化？提示：(1)电势降低．(2)电势升高．

典例示范例2在如图所示的电路中，当开关S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6V和0.4A．当开关S断开时，它们的示数分别改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内阻．解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路的欧姆定律得U＝E－Ir，即E＝1.6V＋0.4A·r

①当开关S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路的欧姆定律得U′＝E－I′r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)A·r

②由①②式解得E＝2V，r＝1Ω.答案：2V

1Ω思维方法闭合电路问题的求解方法(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．(2)求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．

答案：BD

(3)图形分析：路端电压U与外电阻R的关系可用如图所示的图像表示，图像中的曲线以U＝E为渐近线．

答案：AD

素养训练3如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电)，模拟电路如图乙所示．测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者(

)A．电流表示数大

B．电压表示数小C．电源内阻的电压小

D．路端电压小答案：C

探究点四闭合电路动态电路分析归纳总结1.闭合电路动态分析的思路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(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路是：

典例示范例4如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为(

)A.电压表示数增大，电流表示数减少B．电压表示数减少，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减少答案：A解析：当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，由路端电压U＝E－Ir可知U增大，即电压表读数增大；并联部分的电阻增大，分担的电压增大，U2增大，流过R2的电流I2增大，电流表的读数IA＝I－I2电流表示数将减小；故选A.素养训练4如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0闭合，S断开，现将S闭合，则(

)A.V的读数变大，A的读数变小B．V和A的读数均变小C．V和A的读数均变大D．V的读数变小，A的读数变大答案：B解析：S闭合，R2、R3并联，则外电阻变小，由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流增大，路端电压减小，V的读数变小；R1两端电压增大，故R3两端电压减小，由欧姆定律可知R3中的电流减小，电流表示数减小，故选B.素养训练5如图所示，电源内阻不可忽略且电源电动势和内阻保持不变，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是(

)A．L变暗，Q增大

B．L变暗，Q减小C．L变亮，Q增大

D．L变亮，Q减小答案：B解析：当滑动变阻器的滑动片向下移动时，滑动变阻器的有效电阻减小，电路的总电阻减小，干路电流变大，内电压变大，外电压变小．灯泡电压与外电压相等，所以灯泡变暗．因为灯泡变暗，所以流过灯泡电流减小，则流过滑动变阻器电流变大，所以电阻R1的电压变大，则滑动变阻器电压减小，根据电容公式可得电容器电量减小，B正确．随堂演练·自主检测1.关于闭合电路，下列说法正确的是(

)A．电源短路时，路端电压等于电源电动势B．电源短路时，电流为无限大C．外电路断开时，路端电压为零D．外电路断开时，路端电压等于电源电动势答案：D

2．(多选)有关电动势的说法中正确的是(

)A．电源的电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功B．当外电路断开时，电源的电压与电源电动势相等C．电源提供的电能越多，电源的电动势越大D．当电路中通过1C电荷量时，电源便将EJ其他形式的能转化为电能答案：ABD

3.物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗．对这一现象的解释，下列说法正确的是(

)A．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变B．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小C．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小D．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大答案：B

4.如图所示，电动势E、内阻r的电源与定值电阻R、电容器C(电容较大，原来不带电)构成闭合回路．当电键S闭合后的一段时间内，Uab、Ubc、Ucd、Uad随时间t变化图像可能正确的是(

)答案：A

5.(多选)如图所示，闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置，使A、B、C三灯亮度相同．若继续将P向下移动，则三灯亮度变化情况为(

)A．A灯变亮B．B灯变亮C．B