2014版高中物理《课时讲练通》人教版课件选修3-1 2.7闭合电路的欧姆定律.ppt

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1、7闭合电路的欧姆定律1.通过闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化。2.理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路的欧姆定律。3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算。重点：1.能理论推导闭合电路欧姆定律，并会应用闭合电路欧姆定律分析、计算有关电路问题。2.理解路端电压与负载的关系。难点：1.内电路的电阻、电势降落的理解。2.分析路端电压随负载变化的关系。一、闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的组成(1)外电路：_________的电路，在外电路中，沿电流方向电势_____。(2)内电路：______

2、___的电路，在内电路中，沿电流方向电势_____。2.闭合电路中的能量转化根据能量守恒定律，_____________等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。电源外部降低电源内部升高非静电力做功3.闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的_______成正比，跟内、外电路的_____之和成反比。(2)公式：I=_____。(3)适用范围：_______电路。(4)常用的变形公式及适用范围①公式：E=________或U=_____。②适用范围：任何闭合电路。电动势电阻纯电阻U外+U内E-Ir二、路端电压与负载的关系(1)外电阻R增大电流I_____路端电压U_____外电阻

3、R增大到无限大(断路)电流I=__路端电压U=__(2)外电阻R减小电流I_____路端电压U_____外电阻R=0(短路)电流路端电压U=__减小增大0E增大减小0【判一判】(1)闭合电路中，沿电流方向电势降低。()(2)公式E=I(R+r)适用于任何电路。()(3)在闭合电路中，电源短路时，放电电流为无限大。()(4)在闭合电路中，路端电压随外电阻的增大而增大。()提示：(1)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，故(1)错；(2)公式E=I(R+r)只适用于外电路为纯电阻电路的闭合电路，故(2)错；(3)电源短路时，由于电源内阻较小，所以放电电流很大，但不是

4、无限大，故(3)错；(4)根据和U=E-Ir知，路端电压随外电阻的增大而增大，故(4)对。闭合电路的欧姆定律1.探究闭合电路中电势的变化(1)在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？提示：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。(2)在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？提示：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。2.探究闭合电路欧姆定律(1)结合下图，根据能量转化与守恒定律推导纯电阻电路的闭合电路欧姆定律。提示：根据能量守恒定律，W=Q外+Q内,即EIt=I2Rt+I2r

5、t,则有E=IR+Ir或者EIt内能I2RtI2rt(2)电源的电动势和内外电路上的电压关系是怎样的？试推导此关系。提示：根据欧姆定律，外电路两端的电势降落U外=IR，习惯上称为路端电压，内电路的电势降落U内=Ir，习惯上称为内电压，代入E=IR+Ir，得E=U外+U内，此式表明，电源的电动势等于内外电路电势降落之和。【知识点拨】闭合电路欧姆定律三个表达式的适用条件(1)E=IR+Ir或者的适用条件：外电路是纯电阻电路。(2)E=U外+U内或U=E-Ir对任何闭合电路都成立。【规律方法】闭合电路中的电功率和电源的效率(1)电源的总功率：P=EI=(U+U′)I若外电路是纯电阻电路，还有P=

6、I2(R+r)=(2)电源内部消耗的功率：P内=I2r=U′I=(3)电源的输出功率：P出=P总-P内=EI-I2r=UI若外电路为纯电阻电路，还有P出=I2R。(4)电源的效率：(最后一个等号只适用于纯电阻电路)电源的输出功率≤当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为【探究归纳】闭合电路的欧姆定律1.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。2.三个表达式(1)E=IR+Ir。(2)(3)E=U外+U内。【典例1】(2012·西安高二检测)如图所示，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，当开关S断开时，电流表A的示数为0.5A；当S闭合时，A的示数为0.75A。试求：(1)

7、电源的电动势和内电阻分别是多少?(2)S闭合时，电源的效率是多大？【思路点拨】解答本题应把握以下两点：(1)根据闭合电路欧姆定律列式求解。(2)利用电源效率的计算式求解。【解析】(1)当S断开时，由闭合电路欧姆定律有：E=0.5(R1+R2+r)①当S闭合时，R2被短路，同理有：E=0.75(R1+r)②联立①②并代入已知数据解得：E=12V，r=4Ω(2)S闭合时，电源的效率为：答案：(1)12V4Ω(2)75%【变式