2019_20學年高考物理主題2電路及其應用7閉合電路的歐姆定律課件（必修）.pptx

7 閉合電路的歐姆定律,主題2 電路及其應用,學科素養(yǎng)與目標要求,物理觀念： 1.了解內電路、外電路，知道電動勢與內、外電壓的關系. 2.掌握閉合電路歐姆定律并會進行有關計算. 科學思維： 1.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，培養(yǎng)邏輯思維能力. 2.會從公式和圖象兩個角度分析路端電壓U與電流I的關系，培養(yǎng)用圖象法表述和分析圖象問題的能力.,NEIRONGSUOYIN,內容索引,自主預習,達標檢測,課時對點練,預習新知 夯實基礎,檢測評價 達標過關,注重雙基 強化落實,重點探究,啟迪思維 探究重點,自主預習,一、閉合電路的歐姆定律,1.閉合電路的組成 (1)閉合電路是指由電源和 及導線組成的完整的電路. (2)內電路：如圖1所示， 的電路叫內電路， 的電阻叫內電阻. (3)外電路： 的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻.,圖1,用電器,電源內部,電源,電源外部,2.閉合電路的歐姆定律 (1)內容：閉合電路的電流跟電源的 成正比，跟_ 成反比. (2)表達式： . (3)適用條件：外電路為 電路.,電動勢,內、外電路的電阻之和,純電阻,二、路端電壓與負載的關系,1.路端電壓的表達式： U . 2.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律 (1)當外電阻R增大時，由I 可知電流I ，路端電壓UEIr . (2)當外電阻R減小時，由I 可知電流I ，路端電壓UEIr . (3)兩種特殊情況：當外電路斷開時，電流I變?yōu)?，U .即斷路時的路端電 壓等于 .當電源短路時，外電阻R0，此時I .,EIr,減小,增大,增大,減小,0,E,電源電動勢,即學即用,1.判斷下列說法的正誤. (1)EUIr適用于任何電路.( ) (2)某電源電動勢為10 V，內阻為2 ，外接一線圈電阻為8 的電動機，則電路中的電流為1 A.( ) (3)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大.( ) (4)電路斷開時，電路中的電流為零，路端電壓也為零.( ) (5)外電路短路時，電路中的電流無窮大.( ),2.如圖2所示，電動勢為2 V的電源跟一個阻值R9 的電阻接成閉合電路，理想電壓表測得電源兩端電壓為1.8 V，則電源的內阻為_ .,圖2,1,重點探究,一、閉合電路的歐姆定律,如圖為閉合電路的組成. (1)在外、內電路中，沿著電流方向，各點電勢如何變化？,答案 在外電路中沿電流方向電勢降低；在內電路中沿電流方向電勢升高.,導學探究,(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內非靜電力做功多少？內、外電路中產生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關系？,答案 EIt I2rt I2Rt EItI2RtI2rt,(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內電阻r的關系怎樣？,1.內、外電路中的電勢變化 如圖3所示，外電路中電流由電源正極流向負極，沿電流方向電勢降低，內電路中電流由電源負極流向正極，沿電流方向電勢升高.,知識深化,圖3,2.閉合電路歐姆定律的幾種表達形式 (1)I 、EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路. (2)U外EIr，EU外U內適用于任意的閉合電路.,例1 (2018聊城市期末)如圖4所示的電路中，當開關S接a點時，標有“4 V,8 W”的小燈泡L正常發(fā)光，當開關S接b點時，通過電阻R的電流為1 A，這時電阻R兩端的電壓為5 V.求： (1)電阻R的阻值；,圖4,答案 5 ,解析 當開關S接b點時，由歐姆定律得，,(2)電源的電動勢和內阻.,答案 6 V 1 ,當開關S接b時，U25 V，I21 A 根據(jù)閉合電路歐姆定律得： EU1I1r，EU2I2r 聯(lián)立得：E6 V，r1 .,學科素養(yǎng) 用閉合電路歐姆定律分析電動勢、內阻與負載的關系，培養(yǎng)邏輯思維能力，讓學生分析綜合能力、推理等“科學思維方法”內化，讓物理規(guī)律在學生頭腦中得到了提煉和升華.本題體現(xiàn)了“物理觀念”、“科學思維”這兩種學科素養(yǎng).,針對訓練1 在圖5所示的電路中，R19 ，R25 ，當a、b兩點間接理想的電流表時，其讀數(shù)為0.5 A；當a、b兩點間接理想的電壓表時，其讀數(shù)為1.8 V.求電源的電動勢和內電阻.,答案 3 V 1 ,圖5,解析 當a、b兩點間接理想的電流表時，R1被短路，回路中的電流I10.5 A， 由閉合電路歐姆定律得： EI1(R2r) 當a、b兩點間接理想的電壓表時，回路中的電流,由閉合電路歐姆定律得：EI2(R2R1r) 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得：E3 V，r1 .,二、路端電壓與電流、負載的關系,1.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E10 V，內電阻r1 ，試求當外電阻分別是3 、4 、9 時所對應的路端電壓.通過數(shù)據(jù)計算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？,答案 外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V.隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大.,導學探究,2.根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出路端電壓U與干路電流I之間的關系式，并畫出UI圖象.,答案 由EUU內及U內Ir得 UEIr，UI圖象為,1.路端電壓與負載的關系：UEU內E 隨著外電阻增大，路端電 壓增大；當外電路開路時(外電阻無窮大)，路端電壓UE；這也提供了一種粗測電動勢的方法，即用電壓表直接測電源電動勢. 2.路端電壓與電流的關系：UEIr.,知識深化,3.電源的UI圖象：如圖6所示是一條傾斜的直線，圖象中U軸截距E表示電源電動勢，I軸截距I0等于短路電流(縱、橫坐標都從零開始)，斜率的絕對值表示電源的內阻.,圖6,例2 (多選)如圖7所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖象，下列結論正確的是 A.電源的電動勢為6.0 V B.電源的內阻為12 C.電源的短路電流為0.5 A D.電流為0.3 A時的外電阻是18 ,圖7,解析 因該電源的UI圖象的縱軸坐標并不是從零開始的， 故縱軸上的截距雖為電源的電動勢，即E6.0 V， 但橫軸上的截距0.5 A并不是電源的短路電流， 且內阻應按斜率的絕對值計算，,故選A、D.,針對訓練2 兩個電源的UI圖象如圖8所示，從圖象中可以看出 A.電池a的電動勢較大，內電阻較大 B.電池a的電動勢較小，內電阻較小 C.電池b的電動勢較小，內電阻較大 D.電池b的電動勢較大，內電阻較小,圖8,解析 根據(jù)閉合電路歐姆定律知UEIr，故UI圖象中圖象與縱軸的交點等于電源的電動勢，由題圖可知，a的電動勢較大，圖象斜率的絕對值表示電源的內阻，a的斜率的絕對值較大，故a的內阻較大，故A正確.,例3 如圖9所示，電源的內阻不能忽略，當電路中點亮的電燈的數(shù)目增多時，下面說法正確的是 A.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小 B.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓不變 C.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓不變 D.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小,圖9,解析 由題圖可知，電燈均為并聯(lián)；當點亮的電燈數(shù)目增多時，并聯(lián)的支路增多，由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則內電壓增大，故路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確.,達標檢測,1.(路端電壓與負載的關系)(多選)對于電動勢和內阻確定的電源的路端電壓，下列說法正確的是(I、U、R分別表示干路電流、路端電壓和外電阻) A.U隨R的增大而減小 B.當R0時，U0 C.當電路斷開時，I0，U0 D.當R增大時，U也會增大,1,2,3,4,2.(電源的UI圖象的理解和應用)(多選)如圖10所示為測電源電動勢和內電阻時，依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的路端電壓與電流的關系圖線，圖中DC平行于橫坐標軸，DE平行于縱坐標軸，由圖可知，以下說法正確的是,1,2,3,4,圖10,D.矩形OCDE的面積表示電源的輸出功率,解析 由圖象可知，D點對應的路端電壓大小可以用DE表示， 電路電流可以用OE表示，,1,2,3,4,AC段表示電源內電壓，CD表示電路電流，,電源的電動勢EU內U外ACCOAO，故C錯誤； 電源的輸出功率PU外ICOOESOCDE，故D正確.,3.(閉合電路歐姆定律的應用)如圖11所示，電阻R18 ，R23 ，當開關S接a點時，理想電流表示數(shù)為1 A；當開關S接b點時，理想電流表示數(shù)為2 A.求電源的電動勢和內阻.,答案 10 V 2 ,圖11,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 開關S接通a時，EI1(R1r) 開關S接通b時，EI2(R2r) 代入數(shù)據(jù)：E1(8r) E2(3r) 解得：E10 V，r2 .,4.(閉合電路歐姆定律的應用)(2018煙臺市期末)如圖12所示的電路中，電源電動勢E1.5 V，內阻r0.6 ，電阻R13 ，電阻R24 ，電阻R36 .電壓表為理想電表，閉合開關S，求： (1)通過電源的電流大??；,答案 0.25 A,圖12,解析 R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，則R2、R3并聯(lián)電阻,1,2,3,4,(2)電源的內電壓和電壓表的示數(shù).,1,2,3,4,答案 0.15 V 0.6 V,解析 電源的內電壓UrIr0.15 V， 電壓表的示數(shù)即為R2、R3的并聯(lián)電壓，UIR230.6 V,課時對點練,一、選擇題 考點一 閉合電路歐姆定律的理解與應用 1.(多選)純電阻電路中，若E表示電動勢，U表示外電壓，U表示內電壓，R表示外電路的總電阻，r表示內電阻，I表示干路電流，則下列各式中正確的是 A.UIR B.UEU,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.如圖1所示的電路中，把R由2 改為6 時，電流減小為原來的一半，則電源的內電阻應為 A.4 B.8 C.6 D.2 ,圖1,解析 根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)， 當R2 時，EI(2 r)； 當R6 時，E (6 r)，解得r2 ，故選D.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3.在如圖2所示的電路中，當開關S1斷開、開關S2閉合時，電壓表的讀數(shù)為3 V；當開關S1、S2均閉合時，電壓表的讀數(shù)為1.8 V，已知電壓表為理想電表，外接電阻為R、電源內阻為r.由以上數(shù)據(jù)可知 為,圖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 當開關S1斷開、開關S2閉合時， 電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即E3 V. 當開關S1、S2均閉合時，U外1.8 V， 所以U內EU外1.2 V， 因U外IR，U內Ir， 所以RrU外U內1.81.232， 故選D.,4.(多選)如圖3所示電路中，電源電動勢E9 V、內阻r3 ，R15 ，下列說法中正確的是 A.當S斷開時，UAC9 V B.當S閉合時，UAC9 V C.當S閉合時，UAB7.5 V，UBC0 D.當S斷開時，UAB0，UBC0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 當S斷開時，UAC與UBC都等于電源電動勢，A正確，D錯誤； 當S閉合時，UACUAB R7.5 V，UBC0，B錯誤，C正確.,圖3,5.(多選)(2018張家口市期末)如圖4所示的電路中，電源的電動勢為3.2 V，電阻R的阻值為30 ，小燈泡L的額定電壓為3.0 V，額定功率為4.5 W.當開關S接位置1時，電壓表的讀數(shù)為3 V，假如小燈泡電阻阻值不變，下列說法正確的是 A.電源的內電阻為4 B.小燈泡的電阻為2 C.當開關S接到位置2時，小燈泡很暗 D.當開關S接到位置2時，小燈泡兩端的電壓為3 V,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖4,根據(jù)閉合電路歐姆定律EUIr，代入得3.230.1r，可得r2 ，故A錯誤，B正確；,小于燈泡的額定電流，實際功率小于其額定功率， 則燈泡L不能正常發(fā)光，會很暗， 此時燈泡兩端的電壓為ULILRL0.82 V1.6 V，故C正確，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,考點二 路端電壓與負載的關系 6.(多選)電源電動勢為E，內阻為r，向可變電阻R供電.關于路端電壓，下列說法中正確的是 A.因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變 B.當R增大時，路端電壓也增大 C.當干路電流I增大時，路端電壓也增大 D.因為UEIr，所以當I增大時，路端電壓減小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,7.(2018北師大附屬實驗中學期中)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設計了一種報警裝置，電路如圖5所示，M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時 A.RM變大，且R越大，U增大越明顯 B.RM變大，且R越小，U增大越明顯 C.RM變小，且R越大，U增大越明顯 D.RM變小，且R越小，U增大越明顯,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖5,考點三 電源的UI圖象的理解與應用 8.(多選)如圖6所示為某一電源的UI圖線，由圖可知 A.電源電動勢為2 V B.電源內電阻為 C.電源短路時電流為6 A D.電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 在UI圖線中，縱軸截距表示電源電動勢，A正確； 橫軸截距表示短路電流，C錯誤；,當路端電壓為1 V時，內電阻分得的電壓U內EU外2 V1 V1 V，,9.(多選)如圖7所示為閉合電路中兩個不同電源的UI圖象，則下列說法中正確的是 A.電動勢E1E2，短路電流I1I2 B.電動勢E1E2，內阻r1r2 C.電動勢E1E2，內阻r1r2 D.當工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大,圖7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 由閉合電路歐姆定律知EUIr. 當I0時UE，即UI圖線和U軸的交點就是電源電動勢，兩電源的電動勢相等. 當U0時I ，由題圖知，UI圖線和I軸的交點就是短路電流，則I1I2，A正確. 而r ，即圖線的斜率的絕對值表示電源的內阻，由題圖知r1r2，B、C錯誤. 當工作電流變化量相同時，因為r1r2，則電源2的路端電壓變化較大，D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,二、非選擇題 10.(2018時楊中學高二上期中)如圖8所示電路中，電源電動勢E12 V，內電阻r1.0 ，電阻R19.0 ，R215 ，理想電流表A的示數(shù)為0.4 A，求電阻R3的阻值和它消耗的電功率.,圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,答案 30 1.2 W,解析 U2I2R26 V， 由閉合電路歐姆定律，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哈師大附中期中)在如圖9所示的電路中，R12 ，R2R34 ，當開關K接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當開關K接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V，試求： (1)開關K接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,答案 1 A 4 V,解析 開關K接a時，R1被短路，由P2I2R2得： 通過電源的電流為：I1 A 電源兩端的電壓等于R2兩端的電壓為：UIR214 V4 V；,圖9,(2)開關K接b時，電源的電動勢和內電阻；,答案 6 V 2 ,解析 由