人教版高中物理选修3-1欧姆定律

高中物理学习材料

（灿若寒星**整理制作）

欧姆定律

学习目标：1. 会用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律，理解其数学表达式的意义。

2. 会推导路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.

知道短路和断路时的特征。

重点：1.用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律.

2.路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图线表示.

难点：路端电压与负载的关系

自主学习：

一．闭合电路的欧姆定律：

1.闭合电路是由哪几部分组成的？

2.在外电路中沿电流方向，电势如何变化？为什么？在内电路中沿电流方向，电势如何变化？为什么？

3探究闭合电路中的能量转化

物理情景：电源电动势为E，内电阻r，外电阻为R，当电键闭合后，电路电流为I。

①在t时间内外电路中电流做功产生的热为：Q外=

②在t时间内内电路中电流做功产生的热为：Q内=

③电池化学反应层在t时间内非静电力做的功W=

④根据能量守恒定律可得:

4.闭合电路的欧姆定律

①内容：

②数学表达式：

③适用条件：

④其它表示形式：，各量的物理意义：

。

二．探究路端电压与负载的关系：

1.问题:对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，路端电压U如何变化？

2. 用课本61页图2.7-3探讨路端电压随外电阻变化的规律。

①实验结论：。

②用闭合电路的欧姆定律如何解释？。

③讨论两种情况：a：断路的特征：。

b：短路的特征：。

典例分析：

1.用闭合电路的欧姆定律求电源的电动势和内阻。课本62页例题1.

2. 讨论：电源的U—I图象。课本62页思考与讨论。

①从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么？

②直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率呢？

当堂训练：

1．关于闭合电路，下列说法中正确的是（ D ）

（A）电源被短路时，电流无限大。（B）电源被短路时，端压无限大。

(C) 电路断开时，端压为零。（D）外电阻增大时，内电压必减小。

2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是[ D ]

A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大

B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小

C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小

D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量

3. 如图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中V为电压表（其电阻足够大），定值电阻R=7.0Ω。在电键未接通时，V的读数为6.0V；接通电键后，V的读数变为 5.6V。那么，电池组的电动势和内电阻分别等于（ A）

（A）6.0V，0.5Ω（B）6.0V，1.25Ω（C）5.6V，1.25Ω（D）5.6V，0.5Ω

4. 电动势为2V的电池在电路上输出1A的电流，可以断定（）

A．内外电阻相差2ΩB．外电阻为2ΩC．内电阻为2ΩD．内外电阻之和为2Ω。

5.手电筒的两节干电池，已经用了很长时间，灯泡只能发出很微弱的光，把他们取出来，用电压表测电压，电压表的示数很接近3V，再把他们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是：（C ）

①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增大较大

③这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡的额定电压小

④这台电子钟正常工作时电流一定比小灯泡正常工作时电流小

A. ①②

B. ①③

C.②④

D. ①②④

6.如图所示电路中灯泡L1和L2都不亮，用伏特表测得各部分的电压分别是：U ad=U，U ab=0，U bc=0，U dc=U，已知a.d 间电源电压为U，则产生故障应是（ B ）

A、灯泡L1断路； B．L2断路；

C．变阻器断路； D．电源短路。

7．图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是[ AD ]

A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2

B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2

D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大

课后作业：

S断开时电压表示数为9V, 当S1闭8. 如图的电路中,R1=10Ω, R2=R4=5Ω,R3 =15Ω. 当

1

合,S2断开时, 电压表读数为8.5V. 求、S1 S2均闭合时, 电压表读数为多少? (7.5V)

=0.8Ω, R2=3Ω, 9.在图所示的电路中, 每个电池的电动势ε=1.5V, 内电阻r=0.1Ω, R

1

R3=6Ω, 当开关S闭合时, 求：

(1) 电流表、电压表读数; ( 1A, 2.8V)

(2) 内外电路上消耗的电功率; （0.2W 2.8W）

(3) 电源的功率. 3w

课后反思：。

闭合电路的欧姆定律的应用（第二课时）

学习目标：1.知道闭合电路有几种典型问题，掌握这几种典型问题的特点和分析思路。

重点：典型问题的特点和分析思路

典型问题：

一。电路的动态分析问题：

所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。

例题1.如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向b移动时：( A )

A、伏特表V的读数增大，安培表A的读数减少

B、伏特表V的读数增大，安培表A的读数增大

C、伏特表V的读数减少，安培表A的读数减少

D、伏特表V的读数减少，安培表A的读数增大

总结思路：

练习：1.在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（D ）

A．I变大，U变小 B．I变大，U变大

C．I变小，U变大 D．I变小，U变小

2．如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（A）

A．R1断路B．R 2断路

C．R 3短路D．R 4短路

二．闭合电路的功率

1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率P 总 =EI.

2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率.

P 出 =I 2 R=[E/（R+r）] 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r

3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r

4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即η=P 出 /P总 =IU /IE =U /E .

=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：

例题2.已知如图，E =6V，r =4Ω，R

①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。

2.25w 2w 1.5w

总结方法：

3.一个电源，及两个电阻R1、R2，当R1、R2单独接在电源上时，电源的输出功率均为P0，现把R1和R2串联后接到该电源上，电源的输出功率为P1，再把R1、R2并联后接到电源上，电源的输出功率为P2,则（ BC ）Ａ．P0＝P1 Ｂ．P0Ｃ．P0＞P1 Ｄ．P0＜P2

＞P

4.如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键k断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.1.5w

三．含电容电路的分析与计算