《2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第2章 第3节 研究闭合电路 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第2章 第3节 研究闭合电路 .pdf（28页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、触类旁通合作探究自主预习 第三节第三节 研究闭合电路研究闭合电路 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三 一、电动势一、电动势 1.用来表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量. 用E来表示,单位是伏特.电动势的单位与电压的单位相同. 2.电动势在数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压, 但电动势不是电压. 干电池和蓄电池的电动势不同,表明了什么? 答案：两种电池的电动势不同,表明它们把化学能转化为电能的 本领大小不同. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三 二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律 1.闭合电路由
2、两部分组成:外电路和内电路.电源外部的电路叫外 电路.外电路上的电阻称为外电阻,用R表示;电源内部的电路称为内 电路.内电路上的电阻即电源的电阻称为内电阻,用r表示. 2.内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内外电路的 电阻之和成反比. 3.公式: 或E=IR+Ir=U外+U内. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三 三、路端电压与负载的关系三、路端电压与负载的关系 1.外电路两端的电压称为路端电压. 2.根据U=IR=E-Ir可知,当R增大时,路端电压U 增大,当R减小时, 路端电压U 减小. 如图所示,U1、U2、U3、U4哪一个指电路的路端电压? 答案：U4 触类旁
3、通合作探究自主预习 知识精要思考探究典题例解一二迁移应用 一、闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律 1.公式 中的电阻R是外电路的总电阻,要计算R的大小,先要 弄清外电路的连接方式,在此基础上才能进行有效的计算. 2.利用公式 计算出的电流是电路的总电流,要确定通过某 电阻上的电流,还要根据串、并联电路的特征进行求解. 3.由于电源的电动势E和内阻r不受R的影响,所以随着R的增大,电 路中的电流I减小. 4.变形式:E=IR+Ir或E=U外+Ir.或U外=E-Ir. E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.U外=E-Ir既适用 于外电路为纯电阻的闭合电路,也适用于外电路为非纯电阻的闭合
4、 电路. 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 用电压表分别测量同样规格新干电池和旧干电池两极间的电压, 会发现示数近似相等,但是若将这两节新旧干电池分别连成如图所 示的电路,对同一规格的灯泡供电,灯泡的亮度差别却非常大,这是 为什么呢? 答案：旧干电池内阻较大,使得电路中电流较小. 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 解析：电源没有接入外电路时,路端电压值等于电源电动势,所 以电动势E=800 mV. 【例1】 一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电 流为40 mA,若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合 电路,则
5、它的路端电压是( ) A.0.10 VB.0.20 V C.0.30 VD.0.40 V 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 答案：D 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 (多选)用E表示电源电动势,U表示外电压,U表示内电压,R表示外 电路的总电阻,r表示内阻,I表示电流,则下列各式中正确的是( ) A.U=IRB.U=E-U C.U=E+IrD. 答案：BD 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 二、路端电压与负载的关系二、路端电压与负载的关系 1.对一定的电源,电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变 而改
6、变,变化情况如下(表示增大,表示减小): 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 2.由U=E-Ir知路端电压U是干路中电流I的一次函数,以I为横坐 标,U为纵坐标,作出U-I图象,这个图象应是一条直线,如图所示: 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 傍晚是每一天用电的高峰时段,万家灯火,但灯光较暗,这是为什 么呢? 答案：当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的, 其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,干路上就会有很大的电 势降落,造成灯泡两端电压变低,所以灯泡的亮度也就变暗了. 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题
7、例解迁移应用 【例2】如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡 亮度的变化情况是( ) A.L1变亮,L2和L3皆变暗 B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗 C.L1变暗,L2变亮,L3也变亮 D.L1变亮,L2变亮,L3变暗 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 思路分析：利用路端电压跟外电阻的关系讨论,先分析总电阻怎 么变化,再分析总电流怎么变化,再分析路端电压怎么变化,最后到 各支路的电流和电压怎么变化. 解析：当P向右移动时,滑动变阻器的电阻减小,则总电阻减小,总 电流增大,所以U3变大,L3变亮,内电压增大,路端电压减小,所以L1的 电压减小,L1
8、变暗;总电流变大,又I1是变小的,所以L2的电流增大,L2 变亮.因此,本题的正确选项应为C. 答案：C 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 触类旁通合作探究自主预习 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用 如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关,接入 灯泡增多时,以下说法不正确的是( ) A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗 B.灯多时各灯两端的电压较低 C.灯多时通过电池的电流较大 D.灯多时通过各灯的电流较大 答案：D 解析：由于电灯并联在电路中,所以接入电路的电灯越多,总电 阻越小,电路的总电流越大.电源的内电压越大,路端电压越低.流过 每个灯的电
9、流越小,每个电灯越暗. 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 电源电动势和内阻的测量 1.测量原理:如图甲所示,改变变阻器的阻值,从电流表、电压表 中读出几组U和I的值. 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 2.数据处理: (1)计算法:由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir组成方程组可求解E、 r. (2)作图法:在坐标纸上,I为横坐标,U为纵坐标,测出几组U、I值, 画出U-I图象,根据闭合电路的欧姆定律U=E-Ir,可知U是I的一次函 数,这个图象应该是一条直线.如图乙所示.这条直线跟纵轴的交点 表示电源电动势,这条直线的斜率的绝对值,即为内阻r的值. a.纵轴的
10、截距等于电源的电动势E;横轴的截距等于外电路短路 时的电流 b.直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即 ,越大, 表明电源的内阻越大. 图象法是一种应用广泛的处理实验数据的方法,采用图象法来表 示实验结果,能形象直观地显示物理量变化的规律. 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器 材:一个满偏电流为100 A、内阻为2 500 的表头,一个开关,两个 电阻箱(0999.9 )和若干导线. (1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA 的电流表,则应将表头与电阻箱 (选填“串联”或“并联”),并 将该电阻箱阻值
11、调为 . (2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量, 实验电路如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计 算后一并记录如下表. 甲 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 根据表中数据,图乙中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据 也描绘在图乙中,并画IR-I图线; 乙 根据图线可得电池的电动势E是 V,内阻r是 . 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 解析：(1)表头改装成大量程的电流表时,应给其并联上一个电阻. 由IgRg=(I-Ig)R,解得R=5.0 ,即将电阻箱阻值调为5.0 ;
12、 (2)图线如答案图所示; 根据题意,题中(2)的表格中的电压为电阻箱两端电压.改装后 的毫安表内阻RA约为5.0 ,由闭合电路欧姆定律,得E=U+(RA+r)I, 整理得U=E-(RA+r)I,结合图象知,图线在纵轴上的截距表示电池的 电动势,有E=1.53 V,图线的斜率大小表示RA+r的阻值,由图线得斜 率约为7.0,故 r=k-RA=2.0 . 答案：(1)并联 5.0 (2)如图所示 1.53 2.0 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,所用电流 表和电压表的内阻分别为
13、0.1 和1 k.下面分别为实验原理图及 所需的器件图. (1)试在图乙中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路. (2)一位同学记录了6组实验数据,见表.试根据这些数据在图丙中 画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E= V,求出电池 内阻r= . 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 答案：(1)见解析 (2)1.46 0.72(0.670.77均可) 解析：(1)先将电源、开关、电流表、滑动变阻器按照一定顺序 连接好,再将电压表并到滑动变阻器与电流表串联电路两端,实物 连接如图. 触类旁通合作探究自主预习 知识链接案例探究类题试解 (2)根据表格中U、I数据,在方格纸U-I坐标上描点画线,如图所示, 连直线时第四组数据(0.32 A,1.18 V)标出的点明显偏离其他点,误 差太大,应该舍去,然后将直线延长,交U轴于U1=1.46 V(1.441.48都 对),即为电源电动势;交I轴于I=0.64 A,注意此时U2=1.00 V,由闭合 电路欧姆定律得 =0.72 (0.670.77均对).