人教版 (2019)2 闭合电路的欧姆定律教学演示课件ppt

这是一份人教版 (2019)2 闭合电路的欧姆定律教学演示课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，随堂练习，知识点一，知识点二，知识点三，知识点四，对电动势的理解，闭合电路欧姆定律等内容，欢迎下载使用。
自主预习·新知导学
一、闭合电路1.概念:由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。2.外电路和内电路:用电器和导线组成外电路,电源内部是内电路。
二、电动势1.电源(1)从能量转化的角度看,电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(2)不同的电源,非静电力做功的本领不同,这是由电源本身性质决定的。
3.对于不同型号的干电池,其电动势一般都为1.5 V,这说明了什么?提示:电动势是描述电源属性的物理量,其大小取决于非静电力做功的性质,与电池体积无关,不同型号干电池只是容量不同。
三、闭合电路欧姆定律及其能量分析1.闭合电路中电流的流向:外电路中电流由电源正极流向负极,内电路中电流由电源负极流向正极。注意: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.内电阻:内电路中的电阻叫内电阻,简称内阻。
3.闭合电路中的能量转化(1)对于电源来说,因非静电力做功将其他形式的能转化为电能,有W=Eq=EIt。(2)在外电路中,电流做功,电能转化为其他形式的能。(3)电流通过内阻r时,电流做功,电能转化为内能,有Q内=I2rt。
(3)闭合电路欧姆定律的三种表达形式的适用范围是否相同?
2.路端电压与电流的关系由U=E-Ir可知,U-I图像是一条斜向下的直线,如图所示。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)电动势在数值上等于1 s内非静电力所做的功。(　　)(2)电源的电动势就是电源两端的电压。(　　)(3)外电路的电阻越大,路端电压就越大。(　　)(4)电源断路时,电流为0,所以路端电压也为0。(　　)
2.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?
3.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。
合作探究·释疑解惑
问题引领日常生活中我们经常接触到各种各样的电源,如图所示的干电池标有“1.5 V”字样,手机电池标有“3.7 V”字样。干电池和手机电池的电动势不同,说明了什么?
提示:两种电池的电动势不同,表明它们把其他形式的能转化为电能的本领大小不同。
(4)电动势的大小等于在电源的内部从负极到正极移送1 C的正电荷非静电力做功的数值。一定要注意必须是“单位正电荷”,而不是“任意电荷”。
2.电动势与电势差的区别和联系
典型例题【例题1】 (多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是(　　)A.在电源内部其他形式的能转化为电势能B.电动势在数值上等于电路中通过1 C电荷时电源提供的总能量C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关D.电动势有方向,因此电动势是矢量答案:AB
解析:电源是通过内部非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能的装置,A正确;根据W=Eq可知,电动势在数值上等于电路中通过1 C电荷时电源提供的总能量,B正确;电源的电动势跟电源的体积无关,跟外电路无关,C错误;电动势有方向,但电动势是标量,故D错误。
2.电压U计算时有正有负,而电动势E只能取正值。3.电源电动势和电场强度所用的符号相同,注意区分。
【变式训练1】 电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电势能的能力,因此(　　)A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压答案:C
解析:本题考查对电动势的理解,培养物理观念。电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量,电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多,故选项A、B错误,C正确;闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故选项D错误。
问题引领按下图所示的电路图连接电路,分别测出电源的内电压和外电压,多次测量,把测量结果记录在事先准备好的表格中,分析内、外电压的大小,它们满足怎样的规律?
提示:在误差允许范围内,内、外电压之和为一定值。
归纳提升1.闭合电路欧姆定律的表达形式
①对于固定不变的部分,一般按照欧姆定律直接判断;②对于变化的部分,一般应根据分压或分流间接判断;③涉及滑动变阻器滑片移动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。
典型例题【例题2】 在如图所示的电路中,电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.6 Ω,电阻R1=3 Ω,电阻R2=4 Ω,电阻R3=6 Ω。电压表为理想电表,闭合开关S。(1)求通过电源的电流大小。(2)求电源的内电压和电压表的示数。答案:(1)0.25 A　(2)0.15 V　0.6 V
【变式训练2】 如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中(　　)A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大答案:A
U-I图像的理解和应用
问题引领如图所示,以电路中的电流为横轴,路端电压为纵轴,建立路端电压U与电流I的U-I图像,请思考,图线与纵轴的交点表示的物理意义是什么?纵坐标从零开始时,图线与横轴的交点表示的物理意义是什么?直线的斜率的绝对值表示的物理意义又是什么?
归纳提升部分电路欧姆定律的U-I图像与闭合电路欧姆定律的U-I图像比较:
典型例题【例题3】 (多选)右图为两个独立电路A和B的路端电压与其干路电流I的关系图线,则(　　)A.路端电压都为U1时,它们的外电阻相等B.电流都是I1时,两电源内电压相等C.电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D.A中电源的内阻大于B中电源的内阻答案:ACD
解析:在路端电压与干路电流的关系图线(U-I)中,图线在U轴上的截距表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,可见EA>EB,rA>rB。图中两直线的交点坐标为(I1,U1),由 可知,路端电压都为U1时,它们的外电阻相等。由U'=Ir可知,电流都是I1时,因r不相等,故两电源内电压不相等。所以选项A、C、D正确。
在U-I图像中,直线与纵轴交点的纵坐标表示电源的电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻,但图线与横轴的交点不一定是短路电流。
问题引领某同学在实验室找了一个电流表、一个电池、一个定值电阻,串联起来后两端接上红、黑表笔,当作欧姆表使用,如图所示。两个表笔直接接触时,电流表读数为6.0 mA,两个表笔接在150 Ω的电阻两端时,电流表读数为3.75 mA。现把表笔与一个未知电阻连接,电流表读数为5 mA,这个未知电阻多大?
提示:设电池电动势为E、内阻为r,电流表内阻为rA,定值电阻为R0,当表笔短接时,E=I0(r+rA+R0),其中I0=6.0 mA,当接入150 Ω电阻时,有E=I1(r+rA+R0+R1),其中I1=3.75 mA,联立上式并代入数据解得E=1.5 V,r+rA+R0=250 Ω。接入未知电阻时,有E=I2(r+rA+R0+R),其中I2=5 mA,解得R=50 Ω。答案:50 Ω
归纳提升1.内部结构由表头、电源和可变电阻三部分组成,如图所示。
典型例题【例题4】 把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表,电路如图所示。现备有如下器材:A.电源E=3 V(内阻不计);B.滑动变阻器(0~100 Ω);C.滑动变阻器(0~500 Ω);D.红表笔;E.黑表笔。(1)滑动变阻器选用　　　　。 (2)红表笔接　　　　端,黑表笔接　　　　端。(选填“M”或“N”) 
(3)按正确方法测量Rx,指针指在电流表2 mA刻度处,则阻值应为　　　　;若指在电流表3 mA刻度处,则阻值应为　　　　。 (4)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述电阻Rx,其测量结果与原结果相比将　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案:(1)C　(2)N　M　(3)1 000 Ω　500 Ω　(4)偏大
【变式训练4】 右图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至满刻度的 处。现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的 处,则该电阻的阻值为(　　)A.4RD.16R答案:D
1.(电动势的理解)关于电源的电动势,下列说法正确的是(　　)A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池的体积大,但电动势相同C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电势能的本领,电源把其他形式的能转化为电势能越多,电动势就越大答案:B
解析:电动势是描述电源属性的物理量,其大小由非静电力做功的性质决定,与电池体积无关。不同型号干电池只是容量不同。
3.(闭合电路的动态分析)如图所示,电池电动势为E,内阻为r。当滑动变阻器的滑片P向b点移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是(　　)A.U1变大,U2变小B.U1变大,U2变大C.U1变小,U2变小D.U1变小,U2变大答案:A
4.(欧姆表的工作原理)把一个满偏电流为3 mA的电流表改装成欧姆表,其中电源电动势为3 V。在测电阻时,电流表指针指在表盘上2 mA处,在改成相应的电阻刻度时,应是(　　)A.250 ΩB.500 ΩC.1 000 ΩD.1 500 Ω答案:B
5.(闭合电路欧姆定律的应用)如图所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5 V　2.5 W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V。(1)求电阻R的阻值。(2)求电源的电动势和内阻。
答案:(1)4 Ω　(2)6 V　2 Ω