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新教材人教必修三第十二章电能、能量守恒定律 2闭合电路的欧姆定律


梳理教材 夯实基础
01
一 电动势
1.非静电力的作用:把正电荷从 负极 搬运到 正极 ,同时在该过程中非静 电力做功,使电荷的 电势能 增加. 2.电源 (1)定义: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)能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为电势能 , 在电源外部, 静电力 做正功, 电势能 转化为其他形式的能.
图1
探究重点 提升素养
02
一 电动势
导学探究 (1)电源内部的电场沿什么方向?正电荷所受静电力是正电荷运动的动力还 是阻力? 答案 电场方向由正极指向负极 静电力为正电荷运动的阻力 (2)是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极?此过程正电荷的电势能如何 变化? 答案 非静电力 正电荷的电势能增加
知识深化 1.静电力和非静电力 (1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力,非静电力是指除静电力外能 对电荷移动起作用的力 . (2)非静电力的来源 ①在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是化学作用,它使化学能转化 为电势能. ②在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转化为电势能.
二 闭合电路的欧姆定律
导学探究 如图2为闭合电路的组成.
图2 (1)在外、内电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化? 答案 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)若电源电动势为E,电路中的电流为I,在t时间内非静电 力做功多少?内、外电路中产生的焦耳热分别为多少?它 们之间有怎样的关系? 答案 EIt I2rt I2Rt EIt=I2Rt+I2rt
即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多,则电动势越大. (2)公式E=Wq 是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W和q无关,是由电 源自身的性质决定的,不同种类的电源电动势大小不同.
(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所
做的功.
例1 电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此 A.电动势越大,表明电源储存的电能越多
√B.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
C.电动势就是闭合电路中电源两端的电压 D.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存
在静电力
解析 电源电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领,反映了非静 电力做功的能力.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,故B正 确,A、C错误; 在电源内部既存在非静电力,又存在静电力,故D错误.
第十二章 电能 能量守恒定律
学习目标
1.知道电源的作用,了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的 关系,知道电动势的概念.
2.能够根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律. 3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理教材 夯实基础 探究重点 提升素养 随堂演练 逐点落实
二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W=Eq= EIt . (2)时间t内外电路产生的内能为Q外= I2Rt .内电路产生的内能为Q内= I2rt . (3)根据能量守恒定律,在纯电阻电路中应有W=Q外+Q内,即EIt=_I_2R_t_+__ I2rt .
2.静电力与非静电力做功的比较 (1)非静电力只存在于电源内部,因此非静电力只在电源内部对电荷做功.通 过非静电力做功将其他形式的能转化为电能. (2)静电力存在于整个闭合电路上,所以在电路中任何部位静电力都要做功. 静电力做功将电能转化为其他形式的能.
3.电动势
(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,
1.路端电压的表达式: U= E-Ir .
2.路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时,由I=R+E r 可知电流I 减小 ,路端电压U=E-Ir 增大 . (2)当外电阻R减小时,由I=R+E r 可知电流I 增大 ,路端电压U=E-Ir 减小 . (3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为 0 ,U= E .即断路时的路端
3.电动势
(1)电动势:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极_所__做__的__功__W_ 与 被移送电荷量q 的比值.
W (2)定义式:E= q .单位: 伏特(V) .
(3)物理意义:反映电源 非静电力 做功本领大小的物理量. (4)决定因素:由电源中 非静电力的特性 决定,跟电源的体积 无关 ,跟外 电路 无关 .
E 电压等于 电源电动势 .当电源短路时,外电阻R=0,此时I= r .
即学即用
1.判断下列说法的正误. (1)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比.
(×)
(2)E=Wq 只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源中非静电力 的特性决定.( √ ) (3)E=U+Ir适用于任何电路.( √ )
(4)某电源电动势为10 V,内阻为2 Ω,外接一线圈电阻为8 Ω的电动机,则
电路中的电流为1 A.( × )
(5)在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大.( √ )
(6)电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零.( × ) (7)外电路短路时,电路中的电流无穷大.( × )
2.如图1所示,电动势为2 V的电源跟一个阻值R=9 Ω的电阻接成闭合电路, 理想电压表测得电源两端电压为1.8 V,则电源的内阻为__1___ Ω.
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 成正比,跟_内__、__外__电__路__的__电__阻__
之和 成反比. E
(2)表达式:I= R+r .
(3)另一种表达形式:E= U外+U内 .即:电源的电动势等于内、外电路_电__势__
降落 之和.
三 路端电压与负载的关系
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样? 答案 E=IR+Ir 或 I=R+E r
知识深化
1.内、外电路中的电势变化
如图3所示,外电路中电流由电源正极流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ负极,沿电
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