1、第1课时闭合电路的欧姆定律第十二章 2闭合电路的欧姆定律1.理解电动势的概念.2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和.3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式.4.会分析路端电压与负载的关系.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、电动势1.非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力.2.电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.3.电动势：(1)定义：所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势.(2)公式：E .(3)单位：，用“”表示.(4)电动势是电源的属性，大小由电源中非静电力的特性决定，与电源的 无关，跟外电
2、路的组成及变化 (选填“有”或“无”)关.知识梳理Wq 非静电力伏特V体积无二、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WEq .(2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外 .内电路转化的内能为Q内_.(3)根据能量守恒定律，非静电力做的功应有WQ外Q内，即EIt_，进一步得：I .I2RtI2rtI2rtI2RtEIt2.闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟_成反比.(2)表达式：I .(3)另一种表达形式：E .即：电源的电动势等于内、外电路_之和.电动势内、外电路的电阻之和U外U内电势降落三、路
3、端电压与负载的关系1.路端电压的表达式：U .2.路端电压随外电阻的变化规律对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的.(1)当外电阻R增大时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr .(2)当外电阻R减小时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr .(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为 ，U .即断路时的路端电压等于 .当电源两端短路时，外电阻R0，此时电流I_.减小增大增大减小EIr电源电动势0E1.判断下说法的正误.(1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置.()(2)把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化.()(3)电动势就是电势差，两者没有区别.()(4)
4、电源的电动势在数值上等于电源两极之间的电压.()(5)电源一定时，负载电阻越大，电流越大.()(6)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势.()即学即用2.如图1所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R9 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图图1一、电源的电动势导学探究日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图2所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样.重点探究(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电
5、池的负极移到正极呢？答案把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J.把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J.1、教材所处的地位和作用3、在同一深度，各个方向的压强都相等；三、情感态度与价值观施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍。因此，我在教法上采用启发式探究性学习、自主学习探究法、直观教学法、对比实验探究法、归纳法、观察法，来培养学生的自学能力、探究能力、以及运用物理知识解决实际问题的能力。通过实际问题的解决过程，寻找教与学的切入点，把方法的获得、能力的提高融入到获取
6、知识的过程中。最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2教学过程师同学们可以由速度的公式，根据以往的学习经验，讨论一下速度的单位应该是什么总之，让学生通过各种形式的自主学习，投入到研究性学习过程中去，尝试发现问题的方法，领悟解决问题的途径，体味获得知识的过程是本节课设计的主题；主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究、敢于创新是本节课学生活动的行动指南。1爆炸的特点练习1：读出课本P20“小数据”中物体的运动速度，说明哪个物体运动得最快，哪个物体运动得最慢人步行和骑自行车时的运动速度分别是多少?生人步行的速度约11 ms，自行车的速度约5 ms情感态度与价值观(2)动能和动量的关系：Ekp22m.
7、动量守恒中的临界问题(2)是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？答案不是.非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关.若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大.可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领.知识深化对电动势概念的四点诠释1.电动势是用比值定义的物理量，由电源中非静电力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量q和所做的功W无关，跟电源的体积、外电路也无关.2.电动势是电源的专用名词，而电压对应于内、外电路.3
8、.电动势E是标量，为了研究问题方便，规定电动势的方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极.4.电动势越大，表明每移动1 C电荷，电源可把更多的其他形式的能转化为电能.例1(多选)关于电动势E的说法正确的是A.电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D.电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同解析电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱
9、的物理量.电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.针对训练(2020合肥三中期中)铅蓄电池的电动势为2 V，这表示A.电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中，2 J的化学能转变为电能B.电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中，2 J的化学能转变为电能C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D.铅蓄电池比干电池(电动势为1.5 V)的体积大，故电动势大解析铅蓄电池的电动势为2 V，表示非静电力将1 C正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J，即2 J的化学能转变为电能，与时间无关，故A、C错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为
10、电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误.二、闭合电路的欧姆定律导学探究如图3为闭合电路的组成.(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？图图3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EItI2rtI2RtEItI2RtI2rt(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？知识深化1.内、外电路中的电势变化如图4所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内
11、电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高.图图42.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(2)U外EIr，EU外U内适用于任意的闭合电路.例2(多选)如图5所示，当可变电阻R2 时，理想电压表的示数U4 V，已知电源的电动势E6 V，则A.此时理想电流表的示数是2 AB.此时理想电流表的示数是3 AC.电源的内阻是1 D.电源的内阻是2 图图5解析由题图可知电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，则UIR，得I2 A，再由闭合电路欧姆定律有EUIr，将I2 A、U4 V、E6 V代入可得r1，故选项A、C正确，选项B、D错误.例3在如图6所示电路中，电源电动势E12 V，内
12、电阻r1.0，电阻R19.0，R215，理想电流表A的示数为0.4 A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.图图6答案30 1.2 Wk通过以上活动，学生经历、体验、领悟眼睛成像的原理，从而由感性认识上升到理性认识，突破重难点。CD假设某行星有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得GMmR2m42T2R，那么该行星的平均密度为MVM43R33GT2，卫星的环绕速度vGMR，表面的重力加速度gGMR2G4R3，所以正确答案是C、D.考点三狭义相对论的简单应用(1)pp，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p.教学难点：改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量h1为从水的自由面(
13、即管顶)到箱内顶部的竖直距离，也就是管子的长度。(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程2能用速度公式进行简单的计算(3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理(1)动量守恒，即p1p2p1p2.以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有注意：反冲运动中平均动量守恒1麦克斯韦电磁场理论解析由欧姆定律可知电阻R2两端的电压U2I2R26 V，由闭合电路欧姆定律，有EU2I(R1r)解得I0.6 A则通过电阻R3的电流I3II20.2 A，解得R330，所以电阻R3消耗的电功率P3I3U31.2 W.三、路端电压与负载的关系导学探究1.
14、在如图7所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1，试求当外电阻分别是3、4、9 时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？图图7答案外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出UI图像.答案由EUU内及U内Ir得UEIr，UI图像如图所示知识深化1.路端电压与负载的关系：UEU内E r，随着外电阻增大，路端电压增大.当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压UE，这也提供了一种粗测电源电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势.2.路端电压与电流的关系：UEIr.3.电源的UI
15、图像：如图8所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.图图8例4(多选)如图9所示为某一电源的UI图线，由图可知A.电源电动势为2 VB.电源内电阻为 C.电源短路时电流为6 AD.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A图图9解析在UI图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确；横轴截距表示短路电流，C错误；UI图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，当电路路端电压为1 V时，内电阻分得的电压U内EU外2 V1 V1 V，1.(电源的电动势)(多选)一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以下说法中正确的
16、是A.电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池能把4.8 J的化学能转变为电能B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C.电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8 JD.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为 1.5 V)的强123随堂演练4123解析由WEq可知，电路中每通过1 C的电荷量时，铅蓄电池将4.8 J的化学能转化为电能，故A正确；电池的电动势只与电池的性质有关，与体积无关，故B错误；电路中每通过1 C的电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为WEq4.8 J，故C正确；电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，故D正确.42.(闭合电路的欧
17、姆定律)(多选)在如图10所示电路中，电源电动势E9 V、内阻r3，R15，下列说法中正确的是A.当S断开时，UAC9 VB.当S闭合时，UAC9 VC.当S闭合时，UAB7.5 V，UBC0D.当S断开时，UAB0，UBC0123图图10解析当S断开时，UAC与UBC都等于电源电动势，A正确，D错误；43.(电源的UI图像)(多选)如图11所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的UI图像，则下列说法正确的是A.电动势E1E2，短路电流I1I2B.电动势E1E2，内阻r1r2C.电动势E1E2，内阻r1r2D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电 压变化较大123图图114二、液体压强
18、的计算令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置变化(3)比较代号为_的三个图，可以说明猜想C是否正确。(3)速度要合理1光的波粒二象性(3)水的重力GgV1103kgm39.8Nkg(0.30.30.3+410-40.2)m3265.4N，V是箱内盛水的总体积，即管内水的体积和箱内水的体积之和。探究式教学3电磁波(3)单位：千克米/秒，符号：kgm/s.(1)动量的变化量：ppp.探究实验，强调学生的地位和主动性，并不是放松对学生的要求，所以教师应该是探究活动过程的引导者与组织者。由于“探究近视眼的成因和矫正”这个实验不是课本中现成的，需要学生在已知知识的基础上将知识转化迁移来进行。所
19、以我计划引导学生根据近视眼眼球的特点设计实验来验证近视眼的成因和矫正。学生根据近视眼的特点选择10厘米的凸透镜做为正常眼，5厘米的凸透镜做为近视眼。先使蜡烛通过10厘米的凸透镜呈一个倒立缩小的实像在光屏上，保持光屏、蜡烛凸透镜的位置不变，把10厘米的凸透镜换成5厘米的凸透镜，观察光屏上成像情况，而后移动白纸找这一次烛焰清晰的像，比较白纸和光屏的位置，得出结论。在5厘米凸透镜前加一个学生戴的凹透镜或者凸透镜，观察哪种透镜能使像呈在视网膜上。123解析由闭合电路欧姆定律知EUIr.当I0时UE，即UI图线中U轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等.由题图知，I轴截距表示短路电流，则短路电流I1I
20、2，A正确.即UI图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1r2，B、C错误.当工作电流变化量相同时，因为r1r2，则电源2的路端电压变化较大，D正确.44.(闭合电路欧姆定律的应用)如图12所示，电阻R18，R23，当开关S接a点时，理想电流表示数为1 A；当开关S接b点时，理想电流表示数为2 A.求电源的电动势和内阻.图图12答案10 V2 解析开关S接a点时，EI1(R1r)开关S接b点时，EI2(R2r)代入数据解得：E10 V，r2.1234考点一电源的电动势1.(多选)对于电动势的定义式E 的理解，正确的是A.E与W成正比 B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关 D.W表
21、示非静电力做的功基础对点练课时对点练1234567891011122.(多选)(2020鸡泽县期末)关于电动势，下列说法正确的是A.电源两极间的电压等于电源电动势B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能就越多C.电源电动势的数值等于内、外电压之和D.电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关12345678101112912345678101112解析电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A错误，C正确；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，但不是将其他形式的能转化为电能就越多，故B错
22、误；电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D正确.9考点二闭合电路的欧姆定律3.(多选)纯电阻电路中，若E表示电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示干路电流，则下列各式正确的是A.UIR B.UEUC.UEIr D.U E1234567810111294.在如图1所示的电路中，闭合开关S后，把R由2 改为6 时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为A.4 B.8 C.6 D.2 12345678101112图图1解析根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)，当R2 时，EI(2 r)；当R6 时，E
23、 (6 r)，联立解得r2，故选D.95.在如图2所示的电路中，当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的读数为3 V；当开关S1、S2均闭合时，电压表的读数为1.8 V，已知电压表为理想电表，外接电阻为R、电源内阻为r.由以上数据可知 为12345678图图21011129解析当开关S1断开、开关S2闭合时，理想电压表的示数等于电源的电动势，即E3 V.当开关S1、S2均闭合时，U外1.8 V，所以U内EU外1.2 V，因U外IR，U内Ir，所以RrU外U内1.81.232，故选D.123456781011129考点三路端电压与负载的关系6.(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说
24、法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)A.U随R的增大而减小 B.当R0时，U0C.当电路断开时，I0，U0 D.当R增大时，U也会增大1234567810111297.(多选)如图3所示为某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 12345678图图3101112912345678解析由题图可知电源的UI图像的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E6.0 V，但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对
25、值计算，101112由闭合电路欧姆定律可得电流I0.3 A时，98.2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星，开启了北斗导航系统全球组网的新时代.卫星在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量.有一太阳能电池板，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 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是A.0.1 V B.0.2 V C.0.3 V D.0.4 V123456781011129解析电路开路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E800 mV.12345678101112该电池板与阻值为20 的电阻连成闭合电路时，所以路端电压UIR
26、400 mV0.4 V，D项正确.99.在如图4所示的电路中，电源电动势E1.5 V，内阻r0.6，电阻R13，电阻R24，电阻R36.电压表为理想电表，闭合开关S，求：(1)通过电源的电流大小；12345678图图4101112答案0.25 A解析闭合开关S时，R2、R3并联后与R1串联，则R2、R3并联电阻912345678101112(2)电源的内电压和电压表的示数.解析电源的内电压UrIr0.15 V，电压表的示数即为R2、R3的并联电压，UIR230.6 V.9答案0.15 V0.6 V图图512345678101112能力综合练910.(2020扬州市期末)在如图5所示的电路中，电
27、阻R19，R215，R330，电源内电阻r1，闭合开关S，理想电流表的示数I20.4 A.求：(1)电阻R3两端的电压U3；答案6 V解析电阻R3两端的电压U3I2R20.415 V6 V；123456781011129(2)流过电阻R1的电流I1的大小；答案0.6 A流过电阻R1的电流大小I1I2I30.4 A0.2 A0.6 A；123456781011129(3)电源的总功率P.答案7.2 W解析电源的电动势为：EI1rI1R1U30.61 V0.69 V6 V12 V11.如图6所示，电源电动势E10 V，内阻r0.5，闭合开关S后标有“8 V16 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机线
28、圈的电阻R01，求：(1)电源的总功率；答案40 W图图6123456781011129解析灯泡L正常发光，则路端电压等于灯泡的额定电压8 V内电压U内10 V8 V2 V电源总功率PIE410 W40 W(2)电动机的输出功率.答案12 W123456781011129电动机的总功率PMULIM82 W16 W电动机内阻消耗的功率P内IM2R04 W故电动机的输出功率P出PMP内12 W.12.如图7所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示.不考虑电表对电路的影响.123456781011129拓展提升练(1)电
29、压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为UI图像中的哪一条直线？图图7答案见解析123456781011129解析电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大，V1指示电阻R0两端电压，示数变化如AC直线所示，V2指示路端电压，示数变化如BC直线所示.(2)定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少？解析根据欧姆定律，由题图乙可知，12345678101112答案3 12 9当电流取最小值I00.5 A时，滑动变阻器的阻值最大，此时滑动变阻器两端电压URUBUA(7.51.5)V6 V，(3)求出电源的电动势和内阻.解析根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是UEIr所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，12345678101112答案8 V1 9电动势EUBI0r(7.50.51)V8 V.本课结束
