高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律教学ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了闭合电路，内电阻，内电压，路端电压，ER＋r，纯电阻，E＝U外＋U内，E＝U外＋Ir，答案B，图2－7－1等内容，欢迎下载使用。

(1)闭合电路的组成．①内电路：电源________的电路，其电阻称为________，内电阻所降落的电压称为________．在内电路中电流从______
极流向______极．
②外电路：电源___________ 的电路，其两端电压称为____________．在外电路中电流从______极流向______极．(2) 内、外电压的关系： _____________________________.
内、外电压之和等于电源电动势
2．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟
内、外电路的电阻之和成________．
(2)公式：____________；适用条件： 外电路为________
(3) 常用的变形公式：①E＝________________ ； ②E＝___________________.
3．关于闭合电路，以下说法正确的是(
A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B．闭合电路中，路端电压越大，内电压也越大C．闭合电路中，电源的电动势等于外电路的路端电压D．当外电路断开时，路端电压的大小等于电动势
4．电动势为 3 V 的电池，输出电流为 3 A，由此可知(A．内、外电阻相差 1 ΩB．内、外电阻之和为 1 ΩC．外电阻为 1 ΩD．内电阻为 1 Ω
解析：由闭合电路的欧姆定律
知识点 1 闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路、外电路和内电路(图 2－7－1)
(1)电源内部的电路叫______________ ．内电路的电阻叫__________ ．当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫
__________，用 U 内表示．
(2)电源外部的电路叫__________．外电路两端的电压习惯
上叫______________，用 U 外表示．
(3)电动势 E、外电压 U 外与内电压 U 内三者之间的关系：
__________________.
2．闭合电路欧姆定律的推导(1)外电路中电能转化成内能，E外＝____________.(2)内电路中电能转化成内能，E内＝____________.(3)非静电力做功为 W＝EIt，根据能量守恒定律，有 W＝E
＋E 内，所以 EIt＝______________ ，整理得 E＝IR＋Ir，即 I
＝________________.
闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．
.其中 R 为外电路的等效电阻，r 为内
电阻，E 为电源的电动势；E 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，数值上等于不接用电器时电源两极间的电压．E、r 大小由电源确定．
只适用于外电路为纯电阻的闭合回路．
(3)变形公式：E＝U外＋U内，E＝U外＋Ir.(4)公式的适用范围．
② E＝U 外＋U内与 E＝U 外＋Ir 适用于任何闭合电路(即外电路为纯电阻电路与非纯电阻电路均成立)．
【例 1】下列关于电源的说法，正确的是(
A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势就是电源两端的电压C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
解析：电源向外提供的电能除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故选项 A 错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故选项 B 错误；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项 C 错误；电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量，故选项 D 正确．
1．关于闭合电路与电动势，下列说法正确的是(
A．电源短路时，闭合电路电流为无限大B．电源短路时，电源内电压等于电源电动势C．电动势 E 的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数总是等于电源电动势
数值上才等于电源的电动势，D错．电源短路时电流为I＝ ，
解析：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，C 错．当电源开路时，两极间的电压在
【例 2】如图 2－7－2 所示电路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，电压表内阻很大．当开关 S 断开时，电压表示数为 0.8 V，当开关S 闭合时，电压表示数为 1 V，求电源的电动势与内阻．
【触类旁通】2．某电池当外电路断开时的路端电压为 3 V，接上 8 Ω的负载电阻后其路端电压变为为 2.4 V，则可以判定该电池的电动
势 E 和内电阻 r 为(
A．E＝2.4 V，r＝1 ΩC．E＝2.4 V，r＝2 Ω
B．E＝3.0 V，r＝2 ΩD．E＝3.0 V，r＝1 Ω
知识点 2 路端电压与负载的关系
(1)路端电压 U：是______电路上总的电势降落．(2)负载 R：电路中______________的元件．
可知：当 R_____时，U 增大，
2．路端电压与外电阻的关系
(1)根据 U＝E－Ir、I＝
当 R________时，U 减小．(2)当外电路断开时，R＝∞，I＝______，U＝________；当电源两端短路时，R＝0，I＝________，U＝________.(不允
3．“当外电路是纯电阻时，根据外电压 U＝IR(R 为外电路的等效电阻)得出电流 I 越大，外电压 U 也越大；根据 U＝E－Ir 得出电流 I 越大，外电压 U 越小．”为什么会得出不同的结论？究竟应如何理解外电压 U 与电流 I 的关系？
当外电路是纯电阻时，外电压 U＝IR，但当 R 变化时，I也变化，且 R 增大时，I 减小，所以不能用 U＝IR 来判断 U 的变化，而应根据 U＝IR＝E－Ir 来分析，即 R 增大时，I 减小，U 增大．
增大→Ir 增大→U 减小；当外电路短
1．路端电压与外电阻的关系
由 U＝E－Ir，当外电阻 R 增大时→I＝
→U 增大；当外电路断开时，R＝∞，I＝0，Ir＝0，U＝E；当
外电阻 R 减小时→I＝
(称为短路电流)，U＝0.(由于通常的电源内
阻很小，短路时会形成很大的电流，这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因)
2．路端电压与电流的关系
(1)公式：U＝E－Ir，路端电压随着电路中电流的增大而减
(2)U－I 图象：一条倾斜的直线，如图 2－7－3 所示．
【例 3】(双选)图 2－7－4 所示的是两个闭合电路中两个电
源的 U－I 图象，下列说法中正确的是(A．电动势 E1＝E2，内阻 r1＜r2B．电动势 E1＝E2，内阻 r1＞r2C．电动势 E1＝E2，发生短路时的电流 I1＞I2D．当两电源的工作电流变化相同时，电源 1 的路端电压变化较大
3．对闭合电路的说法中，错误的是(
A．电源短路时，路端电压等于电动势B．电源短路时，路端电压为零C．外电路断开时，路端电压最大D．外电路的电阻增大时，路端电压也增大
1．闭合回路中的几个功率及其关系(1)电源的总功率：P总＝EI＝U外 I＋U内 I＝P出＋P内．(2)电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内 I＝P总－P出．(3)电源的输出功率：P出＝U外 I＝EI－I2r＝P总－P内．
②P出与 R 的关系如图 2－7－5 所示．
由上式得：R 越大，η越大；当 R＝r 时，电源的输出功率最大，而此时电源的效率为 50%.
【例 4】(双选)如图 2－7－6 所示，R1 为定值电阻，R2 为可变电阻．E 为电源电动势，r 为电源内阻，下列说法正确的是
)A．当 R2＝R1＋r 时，R2 上获得最大功率B．当 R2＝R1＋r 时，R1 上获得最大功率C．当 R2＝0 时，R1 上获得最大功率D．当 R2＝0 时，电源的输出功率最大
解析：求 R2 的电功率时，可将 R1 视为电源内阻的一部分，如图 2－7－7 所示．R2 的电功率是等效电源的输出功率，当 R2＝R1＋r 时，R2 获得的电功率最大，A 正确．而 R1 的电功率 P1
可知，R2＝0 时，R1 获得的电功率最大，
B 错误，C 正确．在讨论电源的输出功率时，(R1＋R2)为外电阻，内电阻 r 恒定，由于 R1 和 r 具体数值未知，所以当 R2＝0 时，电源的输出功率并不一定最大，D 错误．
【触类旁通】4．如图 2－7－8 所示的闭合电路，电源内阻不为零，闭合
开关调节滑动变阻器的阻值，以下分析正确的是(A．滑动变阻器的阻值越大，电源的输出功率越大B．滑动变阻器的阻值越大，电源的总功率越大C．滑动变阻器的阻值越小，
D．滑动变阻器的阻值越小，电源内阻消耗的功率也越大
解析：当滑动变阻器的阻值 R 与内阻 r 相等时输出功率最大，A、C 错误；滑动变阻器的阻值越大，I 减小，电源的总功率 P总＝EI 越小，B 错误．P内＝I2r 随 I 增大而增大，D 正确．
2．闭合电路的动态问题分析(1)闭合电路的动态分析具体步骤如下：①认识电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象．②由局部电阻变化判断总电阻的变化．
④据 U＝E－Ir 判断路端电压的变化．⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化．
(2)闭合电路的动态分析常用方法：①任一电阻增大(减小)，则电路的总电阻增大(减小)．②任一电阻增大(减小)，则该电阻两端的电压一定会增大(减小)，而通过该电阻的电流会减小(增大)．③讨论定值电阻上的电压或电流变化时，可用部分电路欧
进行分析，这时应根据总电压和部分电压的关系或
干路电流与各支路电流的关系进行判断．
【例 5】在如图 2－7－9 所示电路中，当变阻器 R3 的滑片
P 向 b 端移动时(
A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大， 电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小
思维总结：电路的动态分析应该先局部后整体，整体后再局部．先局部是看由于局部的电阻变化而引起的总电阻的变化，然后看整体的干路电流和路端电压的变化情况，结合它们的变化情况再分析需要求解的物理量的变化．
【触类旁通】5．如图 2－7－10 所示的电路，在滑动触头由 a 端滑向 b
端的过程中，下列表述正确的是(
A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大图 2－7－10