1、课题 2.7 闭合电路的欧姆定律学习目标1 通过预习能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，能说出电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。2、通过实验理解路端电压与负载的关系，说出这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。3、通过分析和实验掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。说出电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。5、通过讨论理解闭合电路的功率表达式，说出闭合电路中能量的转化学习重、难点重点 1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。2、路端电压与负载的关系难点 路端电压与负载的关系学法指导 通过图像来分析实验
2、。课前预习一、闭合电路的欧姆定律1闭合电路：只有用导线把电源、用电器连成一个_电路，电路中才有电流用电器、导线组成_，电源内部是_在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下由_移向_；在电源内部，非静电力把正电荷从_移到_电路中_定向移动的方向就是电流的方向在外电路中沿电流方向_降低2能量转化和守恒：在闭合电路中，非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和3闭合电路的欧姆定律：(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)公式表示：I ；EI(Rr)；EU 外 UER r内(3)适用条件：两式适用于_电路，式适用于一切电路二、路端电压与负载的关系1路端
3、电压：就是_，也可以理解为电源两极间的电压2负载：电路中，消耗电能的元件常常称为负载负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化3路端电压随负载的变化：UEIr，或UE r.ER r(1)当 R 增大时，U_；(2)R 减小时，U_；(3)当 r0 时，U 不随_的变化而变化，这种电源称为理想电源；(4)当 R0 时，这种情况叫_，I ，由于电源内阻一般很小，故电路Er中的电流会很大，会导致烧毁电源甚至引起火灾，绝对不允许将电源正负极用导线直接连在一起；(5)当 R时，这种情况叫_，此时路端电压等于_.预习评价1一电池外电路断开时的路端电压为 3 V，接上 8 的负载后路端电压降为 2
4、.4 V，则可以判定电池的电动势 E 和内电阻 r 为( )AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 2. 如图 7 所示，电源电动势为 E，内阻为 r.当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是( )图 7A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灯多时通过电源的电流较大D灯多时通过各灯的电流较大3. 如图 8 所示，A 灯和 B 灯都未正常发光，当滑动变阻器 R 的滑片 P 向上滑动时，两灯亮度的变化是( )图 8AA 灯变亮，B 灯变亮BA 灯变暗，B 灯变亮CA 灯变暗，B 灯变暗DA 灯变亮，B 灯变暗4如图 9 所示为某
5、一电源的 UI 曲线，由图可知( )图 9A电源电动势为 2 VB电源内电阻为 13C电源短路时电流为 6 AD电路路端电压为 1 V 时，电路中电流为 5 A课堂学习流程设计 用案人自我 创新【课程导学】一、闭合电路的欧姆定律问题情境用电压表分别测量新干电池和旧干电池两极的电压(近似等于电动势)，你有什么发现？若将新干电池和旧干电池分别对同一规格的小灯泡供电，灯泡的亮度有何不同？怎样解释这一现象？1闭合电路由哪两部分组成？2推导：闭合电路的欧姆定律要点提炼1在外电路中，沿电流方向电势_2闭合电路的欧姆定律： 问题延伸电源两端的电势差可以这样理解，把电源看做两部分，一部分是理想的电源，电动势为
6、 E，另一部分是电源的内电阻 r，沿着电流的方向，经过理想电源电势就升高一个电动势 E，经过内电阻电势就降低一个 Ir，则电源两极间的电压为_二、路端电压与负载的关系问题情境大家几乎都注意过这种现象，傍晚是每一天的用电高峰时段，灯光较暗，而夜深人静时，若打开灯的话，灯光特别亮；在家用电器使用中，如夏季打开空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来，这是为什么呢？1什么是负载？2试分析：当外电阻 R 增大时，路端电压如何变化？要点提炼1路端电压与外电阻的关系：当外电阻增大时，路端电压_；当外电阻减小时，路端电压_2路端电压与电流的关系图 1对纯电阻电路有：UEIr，对给定的电源，
7、电动势和内电阻为定值，所以路端电压与电流是线性关系，如图 1 所示，图象表达：U 轴截距是_，I 轴截距等于_，直线的斜率等于_3外电路断开时，路端电压等于_，外电路短路时，电路中的电流等于_(表达式).【范例精析】例 1 如图所示，电源的电动势是 6V，内电阻是0.5 ,小电动机 M 的线圈电阻为 0.5 ，限流电阻 R0为 3 ，若电压表的示数为 3V，试求：电源的功率和电源的输出功率电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率解析在串联电路中,电压表读 R0两端的电压,由欧姆定律得 I=AVRU130电源的总功率：P 总 =EI=6W由能量转化和守恒定律得：P 输出 =P 总 -Pr=6-12
8、0.5=5.5W电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和，P 输出 =PM+PO PO=I2RO=3WPM= P 输出 - PO=5.5-3=2.5W有 PM=P 机 +PMr得 P 机=P M-PMr=2.5-I2r=2.5-0.5=2W例 2 如图所示的电路中，R 1和 R2是定值电阻，在滑动变阻器 R 的滑动片 P 从下端 a 逐渐滑到上端 b 的过程中，电阻 R1上消耗的电功率 （ ）A、 一定是逐渐减小B、 有可能逐渐减小C、 有可能先变小后变大D、 一定是先变小后变大解析 R1为定值电阻，由 P1=I2R1可知 R1消耗功率由干路电流 I 决定，而干路电流的变化则由 R、R 2
9、部分电路总电阻变化引起，设该部分的总电阻为 RP，则RP=pbapP2由极限定理可得：R ap+R2+RPb=R+R2=定值当（R ap+R2）=R Pb时， （R ap+R2）R Pb=最大值此时 RP最大。讨论：若 RR 2，则 P 在向上移动过程中，R P一定减小。由闭合电路欧姆定律 I= PRrE1一定增大，R 1消耗变大。若 RR 2，则 P 在向上移动过程中，RP先变大，当取得最大值后，R P再减小，这样回路中电流先变小，再变大，R 1消耗的功率也先变小，再变大。答案 C例 3 如图所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R110，R 2的阻值未知，R 3是一个滑动变阻器，在其
10、滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压 U 随电流 I 的变化图线如图所示，其中图线上的 A、B 两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求：电源的电动势和内电阻；定值电阻 R2的阻值；滑动变阻器 R3的最大值；上述过程中 R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。解析由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir将图象中 A、B 两点的电压和电流代入和得E=16+0.2r E=4+0.8r 联立解得 E=20V r=20当 R3的滑键自左向右滑时，R 3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大。由此可知，图线上的A、B 两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑键位于最右端时，R
11、 3=0，R 1被短路，外电路总电阻即为 R2，故由 B 点的 U、I 值可求出 R2。R2=58.04BIU当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的 A 点，故由 A 点的 U、I 值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出 R3的最大值。R 总 =802.16AI又 R 总 = 231R代入数值解得滑动变阻器的最大值 R3=300当 R1消耗的功率最大时，它两端电压最大，由UR1=E-I（R 2+ r）知，这时电路的总电流 I 应最小，故应把滑动变阻器的阻值调到最大，再结合上面求出的有关数据，便不难得出 R1消耗的最大功率。当 R3=300 时，I=ArE2.05301
12、2231 此时 R1两端的电压为：U 1=IVR157.31则 R1消耗的最大功率为 P1m=WU2.052又当 R 外 =r 时，电源输出功率最大，即有Pm= WrE5204达标检测A 类1、若用 E 表示总电动势，U 表示外电压，U /表示内电压，R 表示外电路总电阻，r 表示内电阻，I 表示总电流强度，考察下列各关系式U /=IR U /=E-U E=U+Ir I=E/(R+r) U=ER/(R+r) U=E+Ir上述关系式中成立的是（ ）A、 B、 C、 D、2、下列关于闭合电路的说法中，错误的是（ ）A、 电源短路时，电源的内电压等于电动势B、 电源短路时，路端电压为零C、 电源断路
13、时，路端电压最大D、 电源的负载增加时，路端电压增大3、单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于（ ）A、 电流强度的大小，且与电流强度的平方成正比 B、 电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比 C、 路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比 D、 各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比 4、如图所示 A 灯与 B 灯的电阻相同，当滑动变阻器 R 的滑动片P 向上滑动时，两灯亮度变化是（ ）A、A 灯变亮，B 灯变亮 B、A 灯变暗，B 灯变亮C、A 灯变暗，B 灯变暗 D、A 灯变亮，B 灯变暗5、在图所示的电路中，R 2为定值电阻，R 1为滑动变阻器，当滑动
14、变阻器的滑片 P 向左滑动时（ ）A、 A、电流表示数变大，电压表示数变小 B、 B、电流表示数变小，电压表示数变大C、 C 电流表和电压表示数都变小 D、 D 电流表和电压表示数都变大6、如上图所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由 6V变为 5V，电流表读数的变化量为 0.5A，则下列说法中正确的是：（ ）A、 A、电流表的读数变小了，电源的内阻为 10B、 B、电流表的读数变大了，电源的内阻为 20C、 C、电流表的读数变大了，电源的内阻为 2D、由于不知道电流表的具体读数，因此无法计算电源的内阻7、电动势为 3V、内电阻为 1 的电源只给一个额定电压为 3V的小灯泡供电，若小灯泡
15、两端的实际电压为 2.5V，忽略温度对灯泡电阻的影响，则此时小灯泡的实际功率是 W，小灯泡的额定功率是 。8、如图所示电路，当变阻器滑动触头向下滑动时，请讨论电路中各电流表、电压表的示数的变化情况，其中：电流表 A1的读数将 电流表 A2的读数将 电流表 A3的读数将 电压表 V1的读数将 电压表 V2的读数将 电压表 V3的读数将 9、如图所示，电源电动势 E=10V，内电阻r=2 ，R 1=28 ，R 2=30 ，R 3=60 ，电容 C=410-8F，试求：开关 S 断开和闭合时电容器所带电量之比开关 S 闭合后通过 R3的电量10、有一电动势为 30V、内电阻为 1 的电源，将它与一盏
16、额定电压为 6V、额定功率为 12W 的小灯泡及一台线圈电阻为 2 的电动机串联成闭合电路，小灯泡恰好正常发光，求电动机的输出功率。11、手电筒的两节干电池用了很久后，小灯泡只能发出很微弱的光了。把这两节干电池取出来，用电压表测量，每一节干电池两端的电压都很接近于 1.5V，把它们装入电子钟里，电子钟能正常工作，试用闭合电路欧姆定律来解释这个现象。B 类1、如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向下移动时，各灯的亮度变化情况是：（ ）A、A、B、C 三灯都变亮B、A、B 灯变亮，C 灯变暗C、A 灯变亮， B、C 灯变暗D、A、C 灯变亮，B 灯变暗2、在如图所示的电路中，开关 S 闭合后，
17、和未闭合开关 S 前相比较三个电表的读数变化情况是：（ ）A、 V 变大、A 1变大、A 2变小B、 V 变大、A 1变小、A 2变大C、 V 变小、A 1变大、A 2变小D、 V 变小、A 1变小、A 2变大3、一个电源对外电路负载电阻 R 供电，电源电动势为 E，内阻为 r，要让负载电阻 R 获得尽可能大的电压，R 和 r 的大小关系为 ；要使 R 中的电流尽可能大，R 和 r 的大小关系为 ；要使 R 消耗的功率尽可能大，R 和 r 的大小关系为 。4、如图所示电路，变阻器 R1的最大值为 4，此时它的有效电阻为 2，定值电阻 R26，电源内阻 r1。当开关闭合时，电源消耗的总功率为 16W，输出功率为 12W，这时灯正常发光。求：电灯的电阻；当开关断开时，要使灯仍能正常发光，R 1的滑片应当移到什么位置？并求出此时电源的输出功率和电源的效率？ 学习反思
