闭合电路欧姆定律（第1234课时）导学案高二上学期物理人教版

(第1课时)【学习目标】是通过非静电力做功将其它形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。2.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。3.理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。4.能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。【学习任务一、电动势】1．闭合电路：由导线、电源和连成的电路。和导线组成外电路，电源内部是内电路。2．非静电力：在电源内部把从负极搬运到正极的力。3．电源：通过做功把转化为的装置。4．电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为的本领。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的之比。(3)定义式：E＝。(4)单位：，符号是。【例1】（答题卡7）有一铅蓄电池，在其内部将2×10-5C的电子从正极移到负极需要3×10-2s的时间，此过程中非静电力做功为4×10-5J，则该铅蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是多少?【学习任务二、闭合电路欧姆定律及其能量分析】1．部分电路欧姆定律：I＝。2．内电阻：电源内电路中的。3．闭合电路中的能量转化：如图所示，A为电源正极，B为电源负极，电路中电流为I，在时间t内做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝＋。4．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成。(2)表达式：I＝。(3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。【例2】（答题卡8）如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4V，8W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，这时电阻R两端的电压为5V。求:(1)电阻R的阻值;(2)电源的电动势和内阻。【学习任务三、路端电压与负载的关系】1．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝。(2)图象(U­I图象)：如图所示，是一条倾斜的，该线与纵轴交点的纵坐标表示，斜率的绝对值表示。2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I，内电压，外电压U。(2)外电阻R减小时，电流I，内电压，外电压U。3．两种特殊情况:(1)当外电路断路时，外电阻R为，I为，Ir也为，可得U=，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。(2)当外电路短路时，外电阻R为，此时电路中的电流最大，即Im=，路端电压为。【例3】（答题卡9，写出解析过程）(多选)如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知()A．电源电动势为2VB．电源内阻为eq\f(1,3)ΩC．电源短路时电流为6AD．电路路端电压为1V时，电路中电流为5A【达标检测】1．(多选)关于电动势E的说法中正确的是()A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多2．一节干电池的电动势为1.5V，这表示()A．B．C．D．3．(多选)对于电动势的定义式E＝eq\f(W,q)的理解，正确的是()A．E与W成正比B．E与q成反比C．E的大小与W、q无关D．W表示非静电力做的功4．如图所示的电路中，把R由2Ω改变为6Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为()A．4ΩB．8ΩC．6ΩD．2Ω5．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.1VB．0.2VC．0.3V D．0.4V6．如图所示，把两个电源的U－I关系曲线取相同的坐标，画在同一坐标系中，由图像可得出的正确结论是()A．E1＝E2，内电阻r1>r2B．E1＝E2，发生短路时I1>I2C．E1<E2，内电阻r1>r2D．E1<E2，发生短路时I1>I2(第2课时)【学习任务一、闭合电路的功率】1．电源总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I.2．对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝(eq\f(E,R＋r))2R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝eq\f(E2,4r).电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示.3．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(U,E).对于纯电阻电路，电源的效率η＝＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))，所以当R增大时，效率η提高.当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高。例题1．（答题卡7）如图所示的电路中，电源的电动势E为6.0V，内阻r为2.0Ω，定值电阻R的阻值为10Ω。闭合开关S后(1)电路中的电流为多大？路端电压为多大？(2)电源的总功率、电源内部的热功率及输出功率分别为多少？(3)电源的效率是多少？例题2．（答题卡8）如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出为多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率η为多大？例题3．（答题卡9）如图所示，电路中E＝3V，r＝1Ω，R0＝Ω，变阻器的最大阻值为10Ω。(1)在变阻器的阻值R为多大时，电源的总功率最大？最大为多大？(2)在变阻器的阻值R为多大时，电源的内功率最大？最大为多大？(3)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？(4)在变阻器的阻值R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多大？(5)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？【课后检测】1．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。根据实验数据作出U-I图像如图所示，该电池的电动势，内阻分别为（）2．（多选）如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知()A．该电源的电动势为6V，内阻是2ΩB．固定电阻R的阻值为1ΩC．该电源的最大输出功率为9WD．当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%3．对于常温下一根阻值为的金属电阻丝，下列说法正确的是（）A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的倍，则电阻变为B．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为C．加在电阻丝上的电压从逐渐加大到，则在任意状态下的的值不变D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象4．有关电动势的说法中不正确的是（）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5．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流IA、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为()A．1WB．6WC．2WD．6．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝1Ω，求：(1)电源的总功率；(2)电动机的输出功率。(第3课时)【学习目标】学会应用闭合电路欧姆定律分析电路中的动态问题。【学习任务】动态电路的分析问题1：.如图所示，a、b、c三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧坏。当滑动变阻器的触头P向下移动时，下列说法正确的是()A．外电路的总电阻变小B．总电流变小C．a灯变暗D．c灯变亮规律总结：1．解决电路动态变化的基本思路：“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化。“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分。“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路。【巩固练习】1．如图，电源（电源内阻不计）的输出电压和、两灯的电阻均不变。若滑动变阻器R的滑片向右移动，则（）A、、两灯均变亮B．、两灯均变暗C．灯变暗，灯亮度不变D．灯变暗，灯变亮2.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则（）电路的路端电压将减小 B．灯泡L将变暗C．R1两端的电压将减小 D．内阻r上发热的功率将减小3.先闭合开关S，当变阻器R的滑片向左移动时，分析内阻r、灯泡L1的电流电压以及功率的变化，以及电压表示数U的变化情况。(电压表为理想电表)4．在如图所示的电路图中，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电流表A的示数变大，则下列判断正确的是（）A．电压表的示数也变大B．滑动变阻器的滑片一定是由a向b滑动C．电源的内阻消耗的功率变大D．整个电路消耗的功率变小5．在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，不考虑灯泡电阻的变化，电流表和电压表均为理想电表，电流表、电压表示数变化量的大小分别为，则下列说法正确的是（）A．电源输出功率减小，电源效率增大 B．变小C．电压表和电流表示数均变大 D．灯L1变亮，灯L2变暗(第4课时)【学习目标】认识欧姆表内部结构和刻度特点，知道欧姆表测电阻的原理【学习任务】欧姆表的原理1．欧姆表的构造：、电源和可变电阻三部分组成.2．测量原理如图所示，当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流,Rx=改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。3．中值电阻：当外加电阻Rx＝r＋Rg＋R＝R内时，电流为＝eq\f(1,2)Ig，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻。4．欧姆表刻度盘特点(1)如图所示，当红、黑表笔短接时，调节欧姆调零电阻，使电流表指针偏，所以在电流满偏处标电阻“”；当红、黑表笔断开时，电流表中电流为零，此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流零处标电阻“”。(2)I与Rx不成比例，欧姆表的刻度(填“均匀”或“不均匀”)。(3)欧姆表偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“0”刻度而言的)越大，表明被测电阻越。例题1．若某欧姆表表头的满偏电流为5mA，内装一节干电池，电动势为1.5V，那么该欧姆表的内阻为________Ω。待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为________Ω。若指针指在满刻度的eq\f(3,4)处，则待