4.1 闭合电路欧姆定律 课件 (2)

课件56张PPT。第4章　 闭合电路欧姆定律和逻辑电路第4章　 闭合电路欧姆定律和逻辑电路第1节　闭合电路欧姆定律目标导航
1.理解电动势的概念，知道常见电源的电动势大小．
2．能熟练应用闭合电路欧姆定律分析、解决闭合电路的有关问题．(重点＋难点)
3．掌握路端电压与外电阻、电流的关系．
4．了解闭合电路的功率问题．(重点)一、电动势
1．电源：把____________转化为电能的装置．
2．大小：等于电源没有接入外电路时两极间的_____．
3．物理意义：反映电源把其他形式的能转化为______的本领．其他形式的能电压电能想一想
1．一节干电池的电动势是1.5 V，怎样从能量转化的角度理解它的含义？
提示：一节干电池电动势是1.5 V，表明干电池每把1 C的正电荷从负极移到正极，克服电场力做功1.5 J，即把1.5 J的其他形式的能转化为电能．二、闭合电路欧姆定律
1．闭合电路
(1)只有用导线把电源、用电器连成一个________才有电流．用电器、开关、导线组成______，电源内部是______，内电路的电阻叫______，内电路两端的电压叫______．
(2)在外电路中，沿电流方向电势____，在内电路中电流从___极到___极．闭合电路外电路内电路内电阻内电压降低负正2．闭合电路欧姆定律
内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的_______成正比，跟电路中内、外电阻_____成反比．
公式：I＝_______.
适用的条件为：____________．
电动势与内外电压的关系：_____________．电动势之和纯电阻电路E＝U外＋U内想一想
2．在闭合电路中电流总是由电势高处流向电势低处吗？
提示：在外电路中，电流由电势高处流向电势低处；在内电路中，电流由电势低处流向电势高处．三、路端电压与外电阻的关系
1.路端电压与电流的关系
(1)公式：U＝_______.
(2)图象(U－I图象)：如图所示
是一条倾斜的_____，该线与
纵轴交点的纵坐标表示_______，斜率的绝对值表示________．E－Ir直线电动势内电阻2．路端电压随外电阻的变化规律
(1)外电阻R增大时，电流I_____，路端电压U____，当R增大到无限大(断路)时，I＝__,
U＝__.
(2)外电阻R减小时，电流I_____，路端电压U____，当R减小到零时，I＝___，U＝__.减小增大0E增大减小I短0想一想
3．当外电路短路时，如何求解电源的内电阻？要点一　对电动势的理解
?学案导引
1．电动势体现了电源的什么特性？
2．电动势与电压有什么区别？1．电动势
从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程．在不同的电源中，非静电力不同，其做功本领也不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功多少不同，则转化成电能的多少就不同，物理学中用电动势来描述电源的这种特性．如干电池的电动势是1.5 V，表明在干电池内移动1 C电荷时电源能提供1.5 J的电能．
(1)定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫电源的电动势．
电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压．(5)方向规定：电动势E是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向．
(6)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.电动势与电压的区别及联系 (2012·福州高二期中)下列关于电源的说法中正确的是(　　)
A．电源的电动势就是电源两极的电压
B．电路中，如果每通过1 C的电荷，电源能把2 J的其他形式的能量转化为电能，则电源的电动势就是2 V
C．电源的电动势跟电源外部的电路有关
D．电源的输出电流越大，则电源的电动势也就越大【思路点拨】　解答本题应把握以下两点：
(1)电动势的含义．
(2)电动势的决定因素．
【精讲精析】　电源的电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压，A错误．电动势等于电源移动单位电荷时转化的电能，B正确．电动势由电源本身决定，与电源外部的电路及电流无关，C、D错误．
【答案】　B变式训练
1．关于电源的电动势,下面说法正确的是(　　)
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1秒的电流时电源提供的能量
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，因此电动势是矢量解析：选A.由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C电荷量时电源所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．综上所述，正确选项是A.要点二　闭合电路的动态分析
?学案导引
1．外电阻变化时，路端电压将怎样变化？
2．路端电压与电流之间有什么样的函数关系？
3．闭合电路发生动态变化时应从哪些方面进行分析？(2)路端电压与电流的关系图象
①由U＝E－Ir可知，U-I图象是一条斜向下的直线，如图所示．④根据U内＝Ir，判断电源的内电压如何变化．
⑤根据U外＝E－U内，判断电源的外电压(路端电压)如何变化．
⑥根据串并联电路的特点判断各部分电路的电流或电压如何变化．特别提醒：(1)理想电流表可以认为短路，理想电压表可以认为断路．
(2)外电路的任何一个电阻增大(或减小)时电路的总电阻一定增大(或减小)．
(3)增加并联电阻个数总电阻减小,反之增大.
(4)含电容的支路电压稳定时可认为断路，电容两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压． (2011·高考上海卷)如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(　　)
A．电压表V的读数先变大后变
小，电流表A的读数变大
B．电压表V的读数先变小后变
大，电流表A的读数变小C．电压表V的读数先变大后变小，电流表A的读数先变小后变大
D．电压表V的读数先变小后变大，电流表A的读数先变大后变小
【思路点拨】　分析本题可按如下步骤：
滑动触头位置变化→总电阻的变化→总电流的变化→内电压的变化→路端电压的变化→R电压的变化→电流表的读数．【答案】　A
【方法总结】　当电路中某一部分电阻变化时，整个电路各处的电压、电流都会受到影响，分析时，应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点，从总电流的变化顺次推理．变式训练
2．如图所示，当可变电阻R的阻值增大时，则(　　)
A．UAB增大
B．UAB减小
C．IR增大
D．IR不变要点三　闭合电路中的功率
?学案导引
1．外电阻的变化对电源的输出功率有什么影响？
2．电源的输出功率最大时，效率也最大吗？特别提醒：(1)要注意电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是当通过它的电流最大的时候．
(2)判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看做内阻．【思路点拨】　计算电路中某一个可变电阻获得的最大功率时，可把电路中其他定值电阻与电源内阻之和等效为电源内阻，由电源输出最大功率的条件求出．【答案】　(1)10 Ω　1.6 W　(2)0 Ω　5.12 W　80%
(3)见精讲精析变式训练
3．有四个电源，电动势约为6 V，内阻分别为r1＝1 Ω、r2＝2 Ω、r3＝3 Ω、r4＝4 Ω.今欲向R＝2 Ω的电阻供电，选用哪种电源能使R得到的功率最大(　　)
A．内阻为r1＝1 Ω　　　B．内阻为r2＝2 Ω
C．内阻为r3＝3 Ω D．内阻为r4＝4 Ω含容电路的分析
[经典案例]　(13分)如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2 kΩ，R2＝4 kΩ，R3＝R4＝3 kΩ，C＝10 μF，E＝6 V．求：
(1)电容器带电荷量为多少？
(2)哪板带正电？【思路点拨】　结合电势与电势差的关系求解电容器两极板间的电压是求解本题的关键．则电容器带电荷量Q＝UcC＝1×10×10－6 C＝1×10－5 C．(1分)
(2)由于U1φb，故电容器上极板带正电．(2分)
【答案】　见解题样板
【名师点评】　(1)求解含容电路时，电流稳定后，含容支路可认为是断路．
(2)电容器电势高的极板带正电，电势低的极板带负电．新型电池　人体温差电池
据德国《科学画报》杂志报道，来自德国慕尼黑的一家芯片研发企业研究出的这种新型电池,主要由一个可感应温差的硅芯片构成.当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时，其内部电子就会产生定向移动，从而产生“微量但却足够用的电流”．负责研发这种电池的科学家温纳·韦伯介绍说，只要在人体皮肤与衣服等之间有5 ℃的温差,就可以利用这种电池为一块普通的腕表提供足够的能量．据介绍，与目前已有的一些同类温差电池相比较，新型电池的特点在于其所采用的材料——硅更加容易获得，并且使用过程中不会对人体产生危害，而目前其他同类电池则大多使用一些有毒金属，不适合人体携带使用．已经制造出的样品电池利用与皮肤之间每平方厘米的接触面积， 就可以获得1微瓦的功率．而这已经足够给手机甚至是掌上电脑等微型便携电子仪器提供能量．
科学家介绍说，这种新型电池不仅可以用于手表、手机、掌上电脑等，还可以为一些医学电子仪器，如腕戴式血压计、脉搏测量仪等提供能量.