高中物理第二章恒定电流第7节闭合电路的欧姆定律学案新人教版选修3_1

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1、7　闭合电路的欧姆定律答案：(1）正极　(2）负极　(3）降低　(4）负极　(5）正极　(6）升高　(7）I2Rt＋I2rt　(8）正比　(9）反比　(10）　(11）IR＋Ir　(12）U外＋U内　(13）纯电阻　(14）E－Ir　(15）直线　(16）电动势　(17）内阻　(18）减小　(19）增大　(20）0　(21）E　(22）增大　(23）减小　(24）　(25）01．电动势、内电压、外电压三者之间的关系(1）外电路、外电阻、外电压如图所示，电源外部(两极间包括用电器和导线等）的电路叫外电路；外电路上的电阻叫外电阻；外电路上总的电势降落叫外电压，也叫路端电

2、压。(2）内电路、内电阻、内电压如图所示，电源两极(不含两极）以内的电路叫内电路；内电路的电阻称内电阻，即电源的电阻；内电阻上的电压叫内电压。(3）三者之间的关系在闭合电路中，电源内部电势升高的数值等于内、外电路中电势降落的和，即电源的电动势E＝U内＋U外。①电路闭合时，电源两极的电压是外电压(路端电压），而不是内电压。②当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。③电动势和路端电压虽然有相同的单位且有时数值也可能相同，但二者本质上是两个不同的物理量，电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本

3、领，路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领。【例1】关于电源的电动势，下列说法中正确的是(　　）A．电动势等于在电路中移送单位电荷时电源所提供的电能B．电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领的物理量C．电动势等于内电压和外电压之和D．电动势等于路端电压解析：电动势在数值上等于非静电力移动1C的正电荷时做的功，即等于1C的正电荷获得的电能。只有电路断开时，电动势才等于路端电压，故只有D错误。答案：ABC2．闭合电路的欧姆定律(1）推导：设电源的电动势为E，内电路电阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I。在时间t内：(2）内容：闭合电路的电流跟电

4、源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(3）公式：I＝，其中R为外电路的等效电阻，r为电源内阻。(4）物理意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与电动势及电路总电阻之间的关系。(5）闭合电路欧姆定律的几种表达形式。①电流形式：I＝，说明决定电路中电流大小的因素与电流间的关系，即电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比。②电压形式：E＝I(R＋r）或E＝U外＋Ir等，它表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和。③能量形式：qE＝qU外＋qU内，此式可以认为是电压形式两端乘以电荷量q而来，是能量转化本质的显现。④功率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝

5、IU＋I2r。I＝或E＝I(R＋r）只适用于外电路为纯电阻的闭合电路；E＝U外＋U内或U外＝E－Ir，既适用于外电路为纯电阻的电路，也适用于非纯电阻的电路。【例2】如图所示，电源电动势为6V，内阻为1Ω，R1=5Ω，R2=10Ω，滑动变阻器R3的阻值变化范围为0～10Ω。求电路中总电流的变化范围。解析：答案：0.55A≤I≤1A点评：闭合电路欧姆定律的几个表达式中，由于E、r不变，所以I＝反映了I、R的关系；E＝U内＋U外反映了U内、U外的关系；U外＝E－Ir反映了U外、I的关系。应用时可灵活选择。3．路端电压跟负载的关系对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，

6、电路中的电流、路端电压也发生相应的变化。①说明：电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。②说明：由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接。用电压表直接去测量电源两极的电压，这个电压是不是电源的电动势？当用电压表直接去测量电源两极的电压时，电压表相当于负载接入电路，所测电压为路端电压，且U＝E＜E，式中RV为电压表的内电阻，故所测电压并不是电源的电动势。一般情况下，RV≫r，则U≈E，故仍可用此法近似测量电源的电动势。【例3】将总电阻R0＝22Ω的滑动变阻器按图1与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图

7、2所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为2A。求：(1）电源的电动势和内电阻。(2）接到滑动变阻器A、B间的负载电阻的阻值R′的许可范围。图1图2解析：(1）闭合电路中路端电压为：U＝IR＝＝。可见：①当负载电阻R趋向无穷大时，趋向零，路端电压U趋向电源电动势E；②当R＝r时，路端电压U＝。根据上述结论，分析题图2，可知电源电动势E＝12V，内电阻r＝2Ω。(2）电源允许通过的最大电流值是2A，内电压的最大值是4V，外电压的最小值为8V，所以电源的外电阻必须大于或等于4Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时，外电阻最小。此时，负载电阻R′与R0并联为电源的外电