鲁科版高中物理选修31课件：第4章 第1节 闭合电路欧姆定律

不一定
成立，但Ur＝E－U一定成立，故D错误，B正确；Ur＝Ir，A错误；U＝E－
Ir，C错误．]
如图所示的电路中，把R由2 Ω变为6 Ω时，电流大小减小为原来的一半，则电
源的内电阻应为( )
A．4 Ω
B．8 Ω
C．6 Ω
D．2 Ω
D [根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)
当R＝2 Ω时，E＝I(2 Ω＋r)
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。
4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在 他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
3．两种特例
B [电源电动势等于电路开路时电源正、负极间的电压，若电路闭合时由于存 在内电压，此时电源两极间的电压小于电源电动势，故A项错误；电源电动势 是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，即在电路中通过一定电 荷量时，电源提供的电能越多，电动势越大，并不是电源把其他形式的能转化 为电能越多，电动势越大，因为转化的能量除与电动势有关外，还与所经历的 时间、用电情况有关，故C项错误；电动势和电势差意义不同，电势差是表示 电能转化为其他形式的能的本领的物理量，故D项错误．]
由电源、导体的电阻及导体的 连接方式决定
联 系 电路闭合：E＝U内＋U外；电路断开：E＝U外
下面对电源电动势概念的认识正确的是( ) A．电源电动势等于电源两极间的电压 B．在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和 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 式的能转化为电能越多，电动势越大 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
理解电动势的“三点注意” (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)．
[针对训练] 1．下列说法中正确的是( )
【导学号：46242146】 A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B．电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压 C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别 D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高 C [电动势与电压有本质的区别，二者单位相同，只有电源与外电路断开 时，电源两极间的电压在数值上才与电动势相等．]
2．外电压 U 与电流 I 的关系
由 U＝E－Ir 可知，U-I 图象是一条斜向下的直线，如图 4-1-3 所示．
(1)图象中 U 轴截距 E 表示电动势．
(2)I 轴截距 I0 等于短路电流．
(3)图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即 r＝ΔΔUI .
图4-1-3
注：图象的纵坐标不从零开始时，图线与纵轴的交点仍表示电源电动势 E，但
闭合电路的理解及应用 1．闭合电路的组成
2．闭合电路欧姆定律的表达形式
表达式
物理意义
适用条件
I＝R＋E r
电流与电源电动势成正比，与 纯电阻电路
电路总电阻成反比
E＝I(R＋r) ① E＝U 外＋Ir ② E＝U 外＋U 内 ③
电源电动势在数值上等于电 路中内、外电压之和
①式适用于纯电阻电路； ②③式普遍适用
E
(2)公式：I＝ R＋r . (3)适用的条件为：外电路为纯电阻电路 ．
三、路端电压与外电阻的关系 1．路端电压与电流的关系公式：U＝E－Ir . 2．路端电压与外电阻的关系：根据 U＝I 路端电压 U 增大，当 R 减小时，路端电压 U 减小．
(8)电源断路时，路端电压无限大．( × )
[提示] 断路时，路端电压等于电动势． (9)电源短路时，电流无限大．( × ) [提示] 电源短路电流为I＝Er .
2．(多选)关于电动势下列说法正确的是( ) A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷的非静电力做功越多，电动势就越大 C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位正电荷做的 功越多 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷 量越多
AC [电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，是通过电源内部的非静电 力做功来完成的，所以非静电力做功，电势能就增加，因此A正确．电源电动 势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量．电动势在数值 上等于移送单位正电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也 不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以C正确，B、D错误．]
EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W 外＋W 内⑤
电源提供的总能量等于内、外 ④式适用于纯电阻电路；
电路中电能转化为其他形式 ⑤式普遍适用
的能的总和
如图4-1-1所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表) 的示数分别为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数分别变为1.7 V和0.3 A， 求电源的电动势和内电阻．
[针对训练]
2．在如图 4-1-2 所示的电路中，当开关 S1 断开、开关 S2 闭合时，电压表的读 数为 3 V；当开关 S1、S2 均闭合时，电压表的读数为 1.8 V，已知电压表为理想
电压表，外接电阻为 R、电源内阻为 r.由以上数据可知Rr 为( )
5
3
A.3
B.5
2
3
C.3
D.2
图4-1-2
图4-1-1
思路点拨：解此题的关键是根据开关“闭合”“断开”时的电路写出闭合电路 欧姆定律的表达式．
[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 E＝U1＋I1r 当 S 断开时，只有 R1 接入电路，由闭合电路欧姆定律得 E＝U2＋I2r 代入数据解得 E＝2 V，r＝1 Ω. [答案] 2 V 1 Ω
2．电动势与电压的区别
电动势
电压
表示非静电力做功将其他形式 表示电场力做功将电能转化为
物理意义不同
的能转化为电能的本领
其他形式的能的本领
数值上等于将单位电荷量的正 数值上等于将单位电荷量的正
数值大小不同 电荷从电源负极移到正极非静 电荷从导体一端移到另一端电
电力所做的功
场力所做的功
决定因素不同
由电源本身决定
当R＝6 Ω时，E＝21I(6 Ω＋r)
解得r＝2 Ω，故选项D正确．]
[合 作 探 究·攻 重 难]
电动势的理解 1．对电动势的理解 (1)电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领 的大小，是电源的属性，与电源的体积、外电路无关． (2)电动势的粗略测量：E的数值等于没有接入外电路时电源正负两极间的电 压，可以用阻值较大的电压表直接接在正、负极两端粗略测量，其示数近似为 电源电动势E.
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：若各电阻值和电动势都已知，可用闭合电路欧姆定律直 接求出，也可以利用各支路的电流之和来求解． (3)应用闭合电路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．
知 识 脉 络(教师用书独具)
[自 主 预 习·探 新 知]
一、电动势
[知识梳理]
1．电源 把其他形式的能转化为电能 的装置．
2．电动势 (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能 本领的物理量． (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压 ．电动势符号为 E，单位为伏伏特，单位符号为V .
(4)在闭合回路中电流总是从高电势流向低电势．( × )
[提示] 电源内部电流由低电势流向高电势． (5)在闭合回路中电动势的大小等于外电压与内电压之和．( √ ) (6)闭合电路欧姆定律I＝R＋E r的应用是有条件的．( √) (7)当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势．( × ) [提示] 短路时，路端电压为零．
(1)当外电路断路(如开关断开)时，外电阻R为无穷大 ，I为零 ，Ir也为零，可得
U＝E ，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＝0，此时电路中的电流最大 ，即Im＝
E r
，路端电
压为零．
[基础自测] 1．思考判断 (1)电动势越大，电源转化的电能就越多．( × ) [提示] 电动势越大，电源将其它能转化为电能的本领越大． (2)电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大．( √ ) (3)电动势的大小等于电源两极间的电压．( × ) [提示] 电动势大小等于电源未接入电路时两极间电压的大小．
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。 他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
D [当开关 S1 断开、开关 S2 闭合时，电压表的读数等于电源的电动势，即 E ＝3 V．当开关 S1、S2 均闭合时，U 外＝1.8 V，所以 U 内＝E－U 外＝1.2 V，因 U 外＝IR，U 内＝Ir，所以 R∶r＝U 外∶U 内＝1.8∶1.2＝3∶2，故选项 D 正确．]
路端电压和负载的关系 1．路端电压和外电阻的关系 (1)当外电阻 R 增大时，根据 I＝R＋E r可知，总电流 I 减小，内电压 Ir 减小，根 据 U 外＝E－Ir 可知，路端电压 U 外增大．当外电路断开时，路端电压 U 外＝E. (2)当外电阻 R 减小时，总电流 I 增大，内电压 Ir 增大，路端电压 U 外减小．外 电路短路即 R＝0 时，电路中的电流 I＝Er ，U 外＝0.
源的电动势，即 E＝—U—外—＋—U—内 —或 E＝IR＋Ir.
(4)电流：在外电路中，电流由电势高 的一端流向电势低 的一端；在内电路中， 电流由电电势势低低的一端流向电势高 的一端．
2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、 外电阻之和成反比．
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 第1节 闭合电路欧姆定律
学习目标 1．知道电源的电动势和内电阻，理解电动 势的概念．(难点) 2．理解闭合电路欧姆定律，并能用来分析、 解决闭合电路的有关问题．(重点) 3．了解路端电压与外电阻的关系，学习用 局部和整体的关系解决问题．(难点) 4．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合 电路中能量的转化．(重点)
图线与横轴的交点不表示短路电流．
(多选)如图4-1-4为某一电源的U-I曲线，由图可知( )
图4-1-4 A．电源电动势为2 V B．电源内电阻为13 Ω C．外电路短路时，电流为6 A D．电路的路端电压为1 V时，电流为5 A
3．用E表示电源电动势，U表示路端电压，Ur表示内电压，R表示外电路总电 阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是( )
【导学号：46242145】
A．Ur＝IR
B．Ur＝E－U
C．U＝E＋Ir
D．U＝RR＋Er
B
[因为不知道外电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，所以I＝
E R＋r
二、闭合电路欧姆定律 1．闭合电路 (1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路 ；另一部分是电源内部的电路， 称为内电路 ． (2)电压：外电路两端的电压叫作外电压，又叫路端电压，用 UU外 表示；内电路
两端的电压叫作内电压，用—U—内 表示．
(3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电