《2019_2020学年高考物理主题2电路及其应用7闭合电路的欧姆定律课件必修3.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高考物理主题2电路及其应用7闭合电路的欧姆定律课件必修3.pptx（63页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、7 闭合电路的欧姆定律,主题2 电路及其应用,学科素养与目标要求,物理观念： 1.了解内电路、外电路，知道电动势与内、外电压的关系. 2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算. 科学思维： 1.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，培养逻辑思维能力. 2.会从公式和图象两个角度分析路端电压U与电流I的关系，培养用图象法表述和分析图象问题的能力.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习,达标检测,课时对点练,预习新知 夯实基础,检测评价 达标过关,注重双基 强化落实,重点探究,启迪思维 探究重点,自主预习,一、闭合电路的欧姆定律,1.闭合电路的组成 (1)闭合电路是指由电源和 及
2、导线组成的完整的电路. (2)内电路：如图1所示， 的电路叫内电路， 的电阻叫内电阻. (3)外电路： 的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻.,图1,用电器,电源内部,电源,电源外部,2.闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟_ 成反比. (2)表达式： . (3)适用条件：外电路为 电路.,电动势,内、外电路的电阻之和,纯电阻,二、路端电压与负载的关系,1.路端电压的表达式： U . 2.路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr . (2)当外电阻R减小时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr . (3)两种特殊情
3、况：当外电路断开时，电流I变为 ，U .即断路时的路端电 压等于 .当电源短路时，外电阻R0，此时I .,EIr,减小,增大,增大,减小,0,E,电源电动势,即学即用,1.判断下列说法的正误. (1)EUIr适用于任何电路.( ) (2)某电源电动势为10 V，内阻为2 ，外接一线圈电阻为8 的电动机，则电路中的电流为1 A.( ) (3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( ) (4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( ) (5)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( ),2.如图2所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R9 的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1
4、.8 V，则电源的内阻为_ .,图2,1,重点探究,一、闭合电路的欧姆定律,如图为闭合电路的组成. (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？,答案 在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高.,导学探究,(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？,答案 EIt I2rt I2Rt EItI2RtI2rt,(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？,1.内、外电路中的电势变化 如图3所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负
5、极流向正极，沿电流方向电势升高.,知识深化,图3,2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式 (1)I 、EIRIr只适用于外电路为纯电阻的闭合电路. (2)U外EIr，EU外U内适用于任意的闭合电路.,例1 (2018聊城市期末)如图4所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V,8 W”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1 A，这时电阻R两端的电压为5 V.求： (1)电阻R的阻值；,图4,答案 5 ,解析 当开关S接b点时，由欧姆定律得，,(2)电源的电动势和内阻.,答案 6 V 1 ,当开关S接b时，U25 V，I21 A 根据闭合电路欧姆定律得： EU1I1r，EU2I
6、2r 联立得：E6 V，r1 .,学科素养 用闭合电路欧姆定律分析电动势、内阻与负载的关系，培养逻辑思维能力，让学生分析综合能力、推理等“科学思维方法”内化，让物理规律在学生头脑中得到了提炼和升华.本题体现了“物理观念”、“科学思维”这两种学科素养.,针对训练1 在图5所示的电路中，R19 ，R25 ，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V.求电源的电动势和内电阻.,答案 3 V 1 ,图5,解析 当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I10.5 A， 由闭合电路欧姆定律得： EI1(R2r) 当a、b两点间接理
7、想的电压表时，回路中的电流,由闭合电路欧姆定律得：EI2(R2R1r) 联立并代入数据，解得：E3 V，r1 .,二、路端电压与电流、负载的关系,1.在如图所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、9 时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？,答案 外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.,导学探究,2.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UI图象.,答案 由EUU内及U内Ir得 UEIr，UI图象为,1.路端电压与负载的关系：UEU内E 随着外电阻增大，路端电 压增大；当外
8、电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压UE；这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势. 2.路端电压与电流的关系：UEIr.,知识深化,3.电源的UI图象：如图6所示是一条倾斜的直线，图象中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.,图6,例2 (多选)如图7所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是 A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 ,图7,解析 因该电源的UI图象的纵轴坐标并不是从零开始的， 故纵轴上的截距虽为电
9、源的电动势，即E6.0 V， 但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流， 且内阻应按斜率的绝对值计算，,故选A、D.,针对训练2 两个电源的UI图象如图8所示，从图象中可以看出 A.电池a的电动势较大，内电阻较大 B.电池a的电动势较小，内电阻较小 C.电池b的电动势较小，内电阻较大 D.电池b的电动势较大，内电阻较小,图8,解析 根据闭合电路欧姆定律知UEIr，故UI图象中图象与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a的电动势较大，图象斜率的绝对值表示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故a的内阻较大，故A正确.,例3 如图9所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面
10、说法正确的是 A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变 C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变 D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小,图9,解析 由题图可知，电灯均为并联；当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的电阻规律可知，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，则内电压增大，故路端电压减小，电灯两端的电压变小，故D正确.,达标检测,1.(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻) A.U随R的增大
11、而减小 B.当R0时，U0 C.当电路断开时，I0，U0 D.当R增大时，U也会增大,1,2,3,4,2.(电源的UI图象的理解和应用)(多选)如图10所示为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，图中DC平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知，以下说法正确的是,1,2,3,4,图10,D.矩形OCDE的面积表示电源的输出功率,解析 由图象可知，D点对应的路端电压大小可以用DE表示， 电路电流可以用OE表示，,1,2,3,4,AC段表示电源内电压，CD表示电路电流，,电源的电动势EU内U外ACCOAO，故C错误； 电源的输出功率PU外ICOOESOCDE，故D
12、正确.,3.(闭合电路欧姆定律的应用)如图11所示，电阻R18 ，R23 ，当开关S接a点时，理想电流表示数为1 A；当开关S接b点时，理想电流表示数为2 A.求电源的电动势和内阻.,答案 10 V 2 ,图11,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 开关S接通a时，EI1(R1r) 开关S接通b时，EI2(R2r) 代入数据：E1(8r) E2(3r) 解得：E10 V，r2 .,4.(闭合电路欧姆定律的应用)(2018烟台市期末)如图12所示的电路中，电源电动势E1.5 V，内阻r0.6 ，电阻R13 ，电阻R24 ，电阻R36 .电压表为理想电表，闭合开关S，求： (1)通过电源的电流大
13、小；,答案 0.25 A,图12,解析 R2、R3并联后与R1串联，则R2、R3并联电阻,1,2,3,4,(2)电源的内电压和电压表的示数.,1,2,3,4,答案 0.15 V 0.6 V,解析 电源的内电压UrIr0.15 V， 电压表的示数即为R2、R3的并联电压，UIR230.6 V,课时对点练,一、选择题 考点一 闭合电路欧姆定律的理解与应用 1.(多选)纯电阻电路中，若E表示电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是 A.UIR B.UEU,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.如图1所示的电路中，
14、把R由2 改为6 时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为 A.4 B.8 C.6 D.2 ,图1,解析 根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)， 当R2 时，EI(2 r)； 当R6 时，E (6 r)，解得r2 ，故选D.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3.在如图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表，外接电阻为R、电源内阻为r.由以上数据可知 为,图2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析
15、 当开关S1断开、开关S2闭合时， 电压表的示数等于电源的电动势，即E3 V. 当开关S1、S2均闭合时，U外1.8 V， 所以U内EU外1.2 V， 因U外IR，U内Ir， 所以RrU外U内1.81.232， 故选D.,4.(多选)如图3所示电路中，电源电动势E9 V、内阻r3 ，R15 ，下列说法中正确的是 A.当S断开时，UAC9 V B.当S闭合时，UAC9 V C.当S闭合时，UAB7.5 V，UBC0 D.当S断开时，UAB0，UBC0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 当S断开时，UAC与UBC都等于电源电动势，A正确，D错误； 当S闭合时，UACUAB
16、 R7.5 V，UBC0，B错误，C正确.,图3,5.(多选)(2018张家口市期末)如图4所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 ，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W.当开关S接位置1时，电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是 A.电源的内电阻为4 B.小灯泡的电阻为2 C.当开关S接到位置2时，小灯泡很暗 D.当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图4,根据闭合电路欧姆定律EUIr，代入得3.230.1r，可得r2 ，故A错误，B正确；,小于灯泡的额定电流，实际功率
17、小于其额定功率， 则灯泡L不能正常发光，会很暗， 此时灯泡两端的电压为ULILRL0.82 V1.6 V，故C正确，D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,考点二 路端电压与负载的关系 6.(多选)电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电.关于路端电压，下列说法中正确的是 A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B.当R增大时，路端电压也增大 C.当干路电流I增大时，路端电压也增大 D.因为UEIr，所以当I增大时，路端电压减小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,7.(2018北师大附属实验中学期中)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时
18、发现，设计了一种报警装置，电路如图5所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时 A.RM变大，且R越大，U增大越明显 B.RM变大，且R越小，U增大越明显 C.RM变小，且R越大，U增大越明显 D.RM变小，且R越小，U增大越明显,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图5,考点三 电源的UI图象的理解与应用 8.(多选)如图6所示为某一电源的UI图线，由图可知 A.电源电动势为2 V B.电源内电阻为 C.电源短路时电流为6 A D.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
19、,11,12,图6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 在UI图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确； 横轴截距表示短路电流，C错误；,当路端电压为1 V时，内电阻分得的电压U内EU外2 V1 V1 V，,9.(多选)如图7所示为闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是 A.电动势E1E2，短路电流I1I2 B.电动势E1E2，内阻r1r2 C.电动势E1E2，内阻r1r2 D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大,图7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 由闭合电路欧姆定律知EUIr. 当I0时UE，即UI图线和U轴的
20、交点就是电源电动势，两电源的电动势相等. 当U0时I ，由题图知，UI图线和I轴的交点就是短路电流，则I1I2，A正确. 而r ，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知r1r2，B、C错误. 当工作电流变化量相同时，因为r1r2，则电源2的路端电压变化较大，D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,二、非选择题 10.(2018时杨中学高二上期中)如图8所示电路中，电源电动势E12 V，内电阻r1.0 ，电阻R19.0 ，R215 ，理想电流表A的示数为0.4 A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.,图8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,答案
21、30 1.2 W,解析 U2I2R26 V， 由闭合电路欧姆定律，有EU2I(R1r) 解得I0.6 A I3II20.2 A，R3 ，U3U2 解得R330 ， P3I3U31.2 W.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.(2018哈师大附中期中)在如图9所示的电路中，R12 ，R2R34 ，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求： (1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,答案 1 A 4 V,解析 开关K接a时，R1被短路，由P2I2R2得： 通过
22、电源的电流为：I1 A 电源两端的电压等于R2两端的电压为：UIR214 V4 V；,图9,(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；,答案 6 V 2 ,解析 由闭合电路欧姆定律得： 当开关K接a时，有：EUIr， 代入得：E4r,联立解得：E6 V，r2 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,(3)开关K接c时，通过R2的电流.,答案 0.5 A,解析 当开关K接c时，通过R2的电流为：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12.如图10所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示.
23、不考虑电表对电路的影响. (1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图象应分别为UI图象中的哪一条直线？,答案 见解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,图10,解析 电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大，V1指示电阻R0两端电压，示数变化如AC直线所示，V2指示路端电压，示数变化如BC直线所示.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,(2)定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少？,答案 3 12 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,当电流取最小值I00.5 A时，变阻器的阻值最大， 此时变阻器两端电压URUBUA(7.51.5)V6 V，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,(3)求出电源的电动势和内阻.,答案 8 V 1 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是 UEIr 所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,电动势EUBI0r(7.50.51)V8 V.,