第二章第7节、闭合电路欧姆定律导学案(一)
学习目标
1、能够从能量转化的角度推导出闭合电路欧姆定律的公式;能够说出定律的内容
2、针对给定的电路,能够说出当外电阻变化时,路端电压如何变化
3、能够根据路端电压与电流的关系式,画出关系图线,并能说出图线的斜率、与坐标轴交点的物理意义
学习重点 闭合电路欧姆定律 学习难点 路端电压与负载的关系 【基础导学】
一、阅读教材60—61页,回答以下问题。
1、闭合电路是由哪几部分组成的?
2、在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
3、设电源电动势为E ,内阻为r ,外电路电阻为R ,闭合电路的电流为I ,
(1)写出在t 时间内,外电路中消耗的电能E 外的表达式; (2)写出在t 时间内,内电路中消耗的电能E 内的表达式; (3)写出在t 时间内,电源中非静电力做的功W 的表达式; 根据能量守恒定律,以上三部分的能量关系 整理得:I = 二、闭合电路的欧姆定律
(1)内容: (2)公式:
(3)适用条件: (4)E =IR+ Ir ,U 外=IR ,习惯上写成为
例1:在图中R 1=14Ω,R 2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I 1=0.2A ;当开关处于位置2时,电流表读数I 2=0.3A 。
求电源的电动势E 和内电阻r 。
三、【路端电压与电阻、电流的关系】 (一)路端电压与负载的关系 1.了解在电路中什么是负载? 2.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论 (1)当外电阻R 增大时,根据r
R E
I
+=可知,电流I _____ (E 和r 为定值),内电压U 内减小,
根据U 外=E-U 内可知路端电压_____ .
(2)外电路断开时,R =∞,路端电压U = ; (3)外电路短路时,R=0,U=0,I =
r
E
(短路电流),短路电流由电源电动势和内阻共同决定,由于r
一般很小,短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾。
例题2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA ,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是
A 、0.10 V
B 、0.20 V
C 、0.30 V
D 、0.40 V
例3:在如图的闭合电路中,当滑片P 向右移动时,两电表读数的变化是( )
A .A 变大,V 变大
B .A 变小,V 变大
C .A 变大,V 变小
D .A 变小, V 变小 分析:
3.关于闭合电路欧姆定律的动态应用
闭合电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤大体如下: (1)根据外电路总电阻的变化,判断闭合电路 的变化情况. (2)依据r
R E
I +=
,判断闭合电路 的变化情况. (3)依据U=E-Ir ,判断 的变化情况. (4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化.
例4:如图,A 、B 两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P 向下滑动时( )
A 、通过电源的电流减小
B 、电阻R 中的电流减小
C 、电灯A 将变暗一些
D 、电灯B 将变暗一些 分析:
(二)路端电压与电流的关系
1.电源的路端电压与电流的函数表达式为 ;
2.电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线。
依据公式和图线可知:
(1)路端电压随总电流的增大而 。
(2)U —I 图象在纵轴上的交点表示 (3)图像与横轴交点表示 (4)图线斜率绝对值在数值上等于 (5)电源的U —I 图象反映了电源的特征(电动势E 、内阻r )
例题5、如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I —U 图象,则下述说法正确的是( ) A .电动势E 1=E 2,发生短路时的电流强度I 1>I 2 B .电动势E 1=E 2,内阻r 1>r 2
C .电动势E 1=E 2,内阻r 1<r 2
D .当两个电源工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大 针对练习:
1.关于电源和直流电路的性质,下列说法正确的是( ) A .电流总是由高电势流向低电势
B .电源短路时,电路电流为无穷大,路端电压为零
C .外电路断路时,路端电压为最大,外电阻为零
D .外电路总电阻值增大时,路端电压也增大
2.如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P 向右移动时.三个完全相同(可视灯泡电阻R L 不变,且大于电源内阻r )灯泡亮度的变化情况是 ( ) A .L 1变亮,L 2和L 3皆变暗
B .L 1变亮,L 2不能确定,L 3变暗
C .L 1变暗,L 2变亮,L 3也变亮
D .L 1变亮,L 2变亮,L 3变暗
P B R
A。