高二物理教案恒定电流--“电动势、闭合电路欧姆定律

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1、电动势、闭合电路欧姆定律 【教学结构】一、电动势，是本部教材难点，交待清楚即可。1．电源：把其它形式的能转化为电能的装置。电源的作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。2．电动势：电源的属性，描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。用符号ε表示。单位：伏特，ν。（1）电动势由电源自身决定，与外电路无关不同类型的电源电动势不同，同种类型不同型号电源电动势相同。（2）实验：如图1所示电路。过程：断开电键，伏特表读数U，闭合电键，改变滑线变阻器阻值，R减小，对应伏特表读数，U1、U2、U3。U为电源电动势，U大于U1、U2、U3，且U1＞U2＞U

2、3分析产生原因：电源内电阻存在，且内阻r不变，大小由电源自身特点决定。随着R变小，电路电流增大，电源内部电势降落增加，外电路电势降落降低。（3）电源的电动势等于内、外电路上的电压之和ε=U+U′，U外电路电压又称路端电压，U′电源内电路电压分析U、U′的物理意义：电源电动势反映电源的一种特性，它在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源提供的电能。（4）比较电动势和电压的物理意义。电动势：ε=。w表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能），ε表示移单位正荷消耗化学能（或其它形式能，反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。电压：U=。w表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电

3、能，电压表示移动单位正电荷消耗的电能。反映把电能转化为其它形式能的本领。二、闭合电路欧姆定律，是本部教材重点应多下功夫。1．闭合电路欧姆定律ε=U+U′，I=或ε=IR+Ir，都称为闭合电路欧姆定律。式中：ε：若电源是几个电池组成的电池组，应为整个电池组的总电动势，r为总内阻，R为外电路总电阻，I为电路总电流强度。应注意：ε=U+U′和ε=IR+Ir，两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和，ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。IR、Ir理解为在内外电路上电势降落。（也称为电压降）2．讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律根据：ε=U+U′、U′=Ir、I=，ε

4、、r不变R↑→I↓，U↑、U′↓，当R→∞时，I=0、U=ε、U′=0（也称为断路时）R↓→I↑，U↓、U′↑，当R=0时，I=（短路电流强度）U=0、U′=ε3．在闭合电路中的能量转化关系从功率角度讨论能量转化更有实际价值电源消耗功率（有时也称为电路消耗总功率）：P总=εI外电路消耗功率（有时也称为电源输出功率）：P出=UI内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内=I2rεI=UI+I2r4．电源输出功率随外电路电阻变化关系ε、r为定值，R为自变量，P出为因变量。P出=UI=·R·=·R，讨论该函数极值可知，R=r时，输出功率有极大值；P出=，电源输出功率与外阻关系图象如图2所示，R＜r时，

5、随R增大输出功率增大，R=r输出功率最大，R＞r时，随R增大，输出功率减小。三、电池组图3－+只研究串联电池组1．连接方法：如图3所示，左侧电池正极与右侧电负极相连。电池组的两极即为最左侧电池的负极，最右侧电池的正极。2．若每个电池电动势为ε0，内阻为r0，电池组共有几个电池，电池组的电动势，内阻分别为：ε=nε0，r=nr03．电池组中有电池接反，若3个电池电动势均为1.5V，一个接反，则电池组的电动势为1.5V，电池组的内组反接无影响，r=nr04．不能用旧电池与新电池串联使用。旧电池内阻是新电池内阻很多倍，因此在电路连通后，旧电池内阻的发热功率很大，得不偿失。 【解题要点】例一．在闭合

6、电路中（）A．电流总是由高电势流向低电势B．电流强度越大，电源输出功率越大C．输出功率越大，电源效率越高D．电源输出电压越大，电源效率越高解：在闭合电路中，外电路正电荷在电场力作用下由高电势流向低电势，而内电路则是非电场力。电荷由低电势流向高电势，A选项不正确。电源输出功率最大的条件是外电阻等于内电阻，此时是电压与电流乘积最大。在R＞r的条件下，R越小，电流越大，输出功率越大，在R＜r时，R越小，电流强度越大，而输出功率越小，B选项错误。电源输出功率为有用功率，电源消耗总功率为总功率，则，输出功率最大时，R=r，效率只有50%，R＞＞r时，效率接近100%，而输出功率很小，C选项错误。当外电

7、阻R越大时，输出电压越大，电路效率越高，D选项正确。记住，背会概念、规律不能准确解答本题，只有熟练掌握这些基本概念规则才有能力解答本题。，以后可当作公式使用。例二．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（）A．电源短路时，电路电流为无穷大B．电源短路时，路端电压为零，外电阻无穷大C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大解：电源短路，即外电路电阻为零，根据全电路欧