1、7 闭合电路的欧姆定律学习目标 1.理解闭合电路的欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和(重点) 2.理解路端电压与负载的关系，知道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(难点) 3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压 4.熟练应用闭合电路的欧姆定律解决有关的电路问题( 难点 )闭合电路欧姆定律先填空1闭合电路的组成及电流流向2闭合电路中的能量转化如图 271 所示，电路中电流为 I，在时间 t 内， 非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即 EItI 2RtI 2rt.图 271
2、3闭合电路欧姆定律再思考手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减小多少，但小灯泡却不怎么亮了，为什么？【提示】 电池用久了电动势不变但内阻增大，根据 I 电流减小，小ER r灯泡功率减小变暗后判断(1)电源电动势越大，电流一定越大()(2)当外电路断路时，电源两端的电压在数值上等于电动势()(3)在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实质上就是电压()路端电压与负载(外电阻)的关系先填空1路端电压与电流的关系图 272(1)公式：U EIr.(2)图象(UI 图象)，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻2路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻 R
3、增大时，电流 I 减小，外电压 U 增大，当 R 增大到无限大(断路)时， I0， UE，即断路时的路端电压等于电源电动势(2)外电阻 R 减小时，电流 I 增大，路端电压 U 减小，当 R 减小到零时，I ，U0.Er再思考假如用发电机直接给教室内的电灯供电，电灯两端的电压等于发电机的电动势吗？【提示】 不等于因为发电机内部有电阻，有电势降落发电机内部电压与电灯两端电压之和才等于电动势后判断(1)外电路的电阻越大，路端电压就越大()(2)路端电压增大时，电源的输出功率一定变大()(3)电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零()预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题 1问
4、题 2问题 3问题 4学生分组探究一 对闭合电路欧姆定律的进一步理解(深化理解)第 1 步 探究分层设问，破解疑难1用电压表测量闭合电路电源两端电压，电压表示数等于电源电动势吗？2在含有电动机的电路中能直接用 I 求电流吗？ER r第 2 步 结论自我总结，素能培养闭合电路欧姆定律各种表达式的意义及适用条件表达式 物理意义 适用条件IER r 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路EI( Rr) E U 外 Ir E U 外 U 内 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和式适用于纯电阻电路；式普遍适用EItI 2RtI 2rt WW 外 W 内 电源提供的总能量等于内、外电
5、路中电能转化为其他形式的能的总和式适用于纯电阻电路，式普遍适用第 3 步 例证典例印证，思维深化如图 273 所示的电路中，当 S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表) 的示数各为 1.6 V 和 0.4 A当 S 断开时，它们的示数各改变0.1 V 和 0.1 A，求电源的电动势和内阻图 273【思路点拨】 解答该题可根据 EUIr，结合题设条件，列方程组求解【解析】 当 S 闭合时， R1、R 2并联接入电路，当 S 断开时，只有 R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小当 S 闭合时，由闭合电路欧姆定律得：UE Ir，即 1.6E 0.4 r当 S 断开时，只有 R1接入电路，由闭
6、合电路欧姆定律得：UE I r，即 1.60.1E(0.40.1) r由得：E2 V，r1 【答案】 2 V 1 闭合电路问题的求解方法(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流(2)求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出；也可以利用各支路的电流之和来求(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流第 4 步 巧练精选习题，落实强化1下列说法中，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电源开
7、路时，路端电压最大D电源的负载增加时，路端电压也增大【解析】 电源的负载增加，是并入的用电器增多，并入的用电器越多外电阻越小，路端电压越小，故 D 说法错误【答案】 D2某电路当外电路断开时，路端电压为 3 V，接上 8 的负载电阻后其路端电压降为 2.4 V，则可以判定该电路中电源的电动势 E 和内电阻 r 分别为( )AE 2.4 V，r1 BE 3 V，r 2 CE2.4 V，r2 DE 3 V，r 1 【解析】 当外电路断开时，电动势和路端电压相等，故 E3 V，根据I ， UEIrE r 得 r2 ，故选 B.UR UR【答案】 B学生分组探究二 闭合电路的功率和效率(深化理解)第
8、1 步 探究分层设问，破解疑难1外电路的电阻越大，电源的输出功率越大吗？2电源的输出功率越大，电源的效率越高吗？第 2 步 结论自我总结，素能培养1各部分功率关系分析由 EItI 2RtI 2rt 知EII 2RI 2rError!2电源的输出功率当外电路为纯电阻电路时讨论如下：(1)电源的输出功率P 出 I 2R R E2R r2 E2RR r2 4Rr E2R r2R 4r由此可知当 Rr 时，电源有最大输出功率 P 出 max .E24r(2)P 出 与外电阻 R 的函数关系图象，如图 274 所示图 274(3)电源的效率 ，可见，外电阻 R 越大，电源P出P IU外IE U外E IR
9、IR r RR r 11 rR的效率越高第 3 步 例证典例印证，思维深化如图 275 所示，电路中电池的电动势 E5 V，内电阻r10 ，固定电阻 R90 ，R 0 是可变电阻，在 R0 从零增加到 400 的过程中，求：图 275(1)可变电阻 R0 上消耗功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的电阻 r 和固定电阻 R 上消耗的最小热功率之和；(3)R0 调到多少时 R 上消耗的功率最大，最大功率是多少？【思路点拨】 (1)当 R0 Rr 时，R 0消耗功率最大(2)对于固定电阻，由 P I2R 可知，电流最大时功率最大，电流最小时功率最小【解析】 (1)可变电阻 R0上消耗的热功率：P
10、0I 2R025R0 1002R0 400R0100 0 时，P 0最大，其最大值：P 大 W W.25400 116(2)当电流最小时，电阻 r 和 R 消耗的热功率最小，此时 R0应调到最大 400 ，内阻 r 和固定电阻 R 上消耗的最小热功率之和为P 小 ( )2(Rr )0.01 W.ER0 R r(3)R00 时，电路中的总电阻最小，因此电路中的电流最大，此时 R 上有最大功率即 PR( )2R 90 W0.225 W.ER r 5290 102【答案】 (1)100 W (2)0.01 W116(3)0 0.225 W闭合电路中功率分析方法当内、外电路电阻相等时，电源有最大输出功率，这个条件适用求变阻器上消耗的最大功率，不适用于求定值电阻上消耗功率的最大值因为 R0是可变电阻，不能当作电源内阻当 R0的阻值等于零时电路中会出现最大电流，而此时却是 R 的最大功率的条件第 4 步 巧练精选习题，落实强化3(多选 )直流电路如图 276 所示，在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电源的( )A总功率一定增大B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小
