2016-2017学年度第一学期高中物理人教版选修3-1课件：2.7闭合电路的欧姆定律 （共24张PPT）
文档属性
| 名称 | 2016-2017学年度第一学期高中物理人教版选修3-1课件：2.7闭合电路的欧姆定律 （共24张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 419.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-09-30 14:47:23 | ||
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文档简介
课件24张PPT。第二章 恒定电流第七节 闭合电路的欧姆定律（第二课时） 本节是在学生学习了部分电路的基本规律知识后而编排的，对路端电压与电流的关系图线进行讲授，使学生可以直观地表示出路端电压与电流的关系，对于恒定电路中的动态变化应精讲精练，让学生掌握判断的流程。1.掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义和图象。
2.会利用定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因，会用公式法、图象法分析路端电压与负载的关系。
重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因。
难点：利用闭合电路欧姆定律，对复杂电路中进行动态分析。通过动画的形式，介绍几种电器电路结构，使学生了解通路、断路、短路的具体描述，学会分析简单的电路问题，激发学生的学习兴趣。1. 路端电压：外电路两端的电压，也叫外电压，也就是电源正、负极间的电压。
2. 公式：对纯电阻电路一、路端电压与负载的关系（1）当外电阻 R 增大时，根据 可知，电流 I 减小( E 和 r 为定值)，内电压 Ir 减小，根据 U外＝E－Ir 可知路端电压 U外 增大。（2）当外电阻 R 减小时，根据 可知电流 I 增大，内电压Ir 增大，根据U外＝E－Ir 可知路端电压U外减小。3. 路端电压 U外与外电阻 R 之间的关系2. 当外电路短路时，R＝0 , (称为短路电流)，U外＝0。由于通常的电源内阻很小，短路时会形成很大的电流。这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因。1. 当外电路断开时，R ＝∞，I ＝0，Ir ＝0，U外＝ E，此为直接测量法测电动势的依据。例1. 一电源 ( 电动势为 E，内阻为 r )，当它和一标有“6 V 3 W ”的小灯泡构成闭合回路时, 小灯泡恰好正常发光。如果该电源与一标有“6 V 6 W” 的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡 （ ）
A. 正常发光
B. 比正常发光暗
C. 比正常发光亮
D. 因不知电源内阻的大小，故无法确定B二、路端电压与电流的关系1. 由U外＝E－Ir 可知，U外－I 图象是一条斜向下的直线，如图所示。2. 纵轴的截距等于电源的电动势 E；横轴的截距等于外电路短路时的电流 。
3. 直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 。?短路断路例2. 如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是 （ ）
A. 电源的电动势为 6.0 V
B. 电源的内阻为 12 Ω
C. 电流为 0.2 A 时，外电阻是 28.4 Ω
D. 电源的短路电流为 0.5 AAC5.405.20.46.05.85.60.2I/AU/V1. 电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率，计算式为
P＝IE (普遍适用)
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
2. 电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为P内＝I2r。三、闭合电路中的功率和效率113．电源的输出功率 P出：外电路上消耗的功率，计算式为
P出＝IU外 (普遍适用)
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
4．输出功率随外电阻 R 的变化关系：电源的输出功率为
?由上式可以看出
(1) 当 R＝r 时，电源的输出功率最大， ，此时电源效
率η＝50%；
(2) 当 R > r时，随着R的增大输出功率越来越小；
(3) 当 R < r时，随着R的增大输出功率越来越大；
(4) 当 P出 < Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻 R1 和
R2，且 R1R2＝r2。(5) P出与 R 关系如图所示5．闭合电路上功率分配关系为：
P ＝P出＋P内
即 EI＝UI＋I2r
闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他形式的能。
能量守恒的表达式为
EIt＝UIt＋I2rt (普遍适用)
EIt＝I2Rt＋I2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)6. 电源的效率
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
由上式可知，外电阻R越大，电源的效率越高。例3. 如图所示，R 为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为 R1＝2 Ω时，电压表读数为 U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为 U2＝5 V。求：
(1)电源的电动势 E 和内阻 r；
(2)当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值 Pm为多少？答案：(1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W 根据欧姆定律确定串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况。四、电路的动态分析 串反并同法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。
(1)任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和该电阻两端电压 U 的增大。
(2) 任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流 I并 的增大和与之串联的各电阻电压 U串 的减小。例 4. 如图所示电路，当滑动变阻器的滑片 P 向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化 ?电压表 V1 示数增大、 V2 示数增大；
电流表 A 示数减小1. 路端电压随外电路电阻 R 增大而增大断路:短路:2.路端电压 U 随电流 I 变化的图象（电源的伏安特性曲线） 3.闭合电路中的功率和效率1. 如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U? I 图象，则下列说法中正确的是 （ ）
A.电动势 E1 = E2，短路电流 I1 > I2
B.电动势 E1=E2 ,内阻 r1 > r2
C.电动势 E1 > E2，内阻 r1< r2
D.当两电源的工作电流变量相同时，电源 2 的路端电压变化较大AD222. 如图为测量某电源电动势和内阻时得到的 U ? I 图线。用此电源与三个阻值均为 3 Ω 的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V。则该电路可能为（ ）BABCD3. 如图所示，当滑动变阻器的滑动片 P 向上端移动时，则电表示数的变化情况是 ( )A．V1 减小，V2 增大，A 增大
B．V1 增大，V2 减小，A 增大
C．V1 增大，V2 增大，A 减小
D．V1 减小，V2 减小，A 减小C
2.会利用定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因，会用公式法、图象法分析路端电压与负载的关系。
重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因。
难点：利用闭合电路欧姆定律，对复杂电路中进行动态分析。通过动画的形式，介绍几种电器电路结构，使学生了解通路、断路、短路的具体描述，学会分析简单的电路问题，激发学生的学习兴趣。1. 路端电压：外电路两端的电压，也叫外电压，也就是电源正、负极间的电压。
2. 公式：对纯电阻电路一、路端电压与负载的关系（1）当外电阻 R 增大时，根据 可知，电流 I 减小( E 和 r 为定值)，内电压 Ir 减小，根据 U外＝E－Ir 可知路端电压 U外 增大。（2）当外电阻 R 减小时，根据 可知电流 I 增大，内电压Ir 增大，根据U外＝E－Ir 可知路端电压U外减小。3. 路端电压 U外与外电阻 R 之间的关系2. 当外电路短路时，R＝0 , (称为短路电流)，U外＝0。由于通常的电源内阻很小，短路时会形成很大的电流。这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因。1. 当外电路断开时，R ＝∞，I ＝0，Ir ＝0，U外＝ E，此为直接测量法测电动势的依据。例1. 一电源 ( 电动势为 E，内阻为 r )，当它和一标有“6 V 3 W ”的小灯泡构成闭合回路时, 小灯泡恰好正常发光。如果该电源与一标有“6 V 6 W” 的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡 （ ）
A. 正常发光
B. 比正常发光暗
C. 比正常发光亮
D. 因不知电源内阻的大小，故无法确定B二、路端电压与电流的关系1. 由U外＝E－Ir 可知，U外－I 图象是一条斜向下的直线，如图所示。2. 纵轴的截距等于电源的电动势 E；横轴的截距等于外电路短路时的电流 。
3. 直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 。?短路断路例2. 如图所示是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是 （ ）
A. 电源的电动势为 6.0 V
B. 电源的内阻为 12 Ω
C. 电流为 0.2 A 时，外电阻是 28.4 Ω
D. 电源的短路电流为 0.5 AAC5.405.20.46.05.85.60.2I/AU/V1. 电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率，计算式为
P＝IE (普遍适用)
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
2. 电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为P内＝I2r。三、闭合电路中的功率和效率113．电源的输出功率 P出：外电路上消耗的功率，计算式为
P出＝IU外 (普遍适用)
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
4．输出功率随外电阻 R 的变化关系：电源的输出功率为
?由上式可以看出
(1) 当 R＝r 时，电源的输出功率最大， ，此时电源效
率η＝50%；
(2) 当 R > r时，随着R的增大输出功率越来越小；
(3) 当 R < r时，随着R的增大输出功率越来越大；
(4) 当 P出 < Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻 R1 和
R2，且 R1R2＝r2。(5) P出与 R 关系如图所示5．闭合电路上功率分配关系为：
P ＝P出＋P内
即 EI＝UI＋I2r
闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他形式的能。
能量守恒的表达式为
EIt＝UIt＋I2rt (普遍适用)
EIt＝I2Rt＋I2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)6. 电源的效率
(只适用于外电路为纯电阻的电路)
由上式可知，外电阻R越大，电源的效率越高。例3. 如图所示，R 为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为 R1＝2 Ω时，电压表读数为 U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为 U2＝5 V。求：
(1)电源的电动势 E 和内阻 r；
(2)当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值 Pm为多少？答案：(1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W 根据欧姆定律确定串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况。四、电路的动态分析 串反并同法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。
(1)任一电阻 R 阻值增大，必引起该电阻中电流 I 的减小和该电阻两端电压 U 的增大。
(2) 任一电阻 R 阻值增大，必将引起与之并联的支路中电流 I并 的增大和与之串联的各电阻电压 U串 的减小。例 4. 如图所示电路，当滑动变阻器的滑片 P 向上移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化 ?电压表 V1 示数增大、 V2 示数增大；
电流表 A 示数减小1. 路端电压随外电路电阻 R 增大而增大断路:短路:2.路端电压 U 随电流 I 变化的图象（电源的伏安特性曲线） 3.闭合电路中的功率和效率1. 如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U? I 图象，则下列说法中正确的是 （ ）
A.电动势 E1 = E2，短路电流 I1 > I2
B.电动势 E1=E2 ,内阻 r1 > r2
C.电动势 E1 > E2，内阻 r1< r2
D.当两电源的工作电流变量相同时，电源 2 的路端电压变化较大AD222. 如图为测量某电源电动势和内阻时得到的 U ? I 图线。用此电源与三个阻值均为 3 Ω 的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V。则该电路可能为（ ）BABCD3. 如图所示，当滑动变阻器的滑动片 P 向上端移动时，则电表示数的变化情况是 ( )A．V1 减小，V2 增大，A 增大
B．V1 增大，V2 减小，A 增大
C．V1 增大，V2 增大，A 减小
D．V1 减小，V2 减小，A 减小C