粤教版物理选修3-1 同步教学课件：2.3 研究闭合电路28张PPT

课件28张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二三一、电动势
1.用来表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.用E来表示,单位是伏特.电动势的单位与电压的单位相同.
2.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,但电动势不是电压.
干电池和蓄电池的电动势不同,表明了什么?
答案：两种电池的电动势不同,表明它们把化学能转化为电能的本领大小不同.目标导航预习导引一二三二、闭合电路欧姆定律
1.闭合电路由两部分组成:外电路和内电路.电源外部的电路叫外电路.外电路上的电阻称为外电阻,用R表示;电源内部的电路称为内电路.内电路上的电阻即电源的电阻称为内电阻,用r表示.
2.内容:闭合电路中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.
3.公式: 或E=IR+Ir=U外+U内.目标导航预习导引一二三三、路端电压与负载的关系
1.外电路两端的电压称为路端电压.
2.根据U=IR=E-Ir可知,当R增大时,路端电压U 增大,当R减小时,路端电压U 减小.
如图所示,U1、U2、U3、U4哪一个指电路的路端电压?
答案：U4知识精要思考探究典题例解一二迁移应用一、闭合电路欧姆定律
1.公式 中的电阻R是外电路的总电阻,要计算R的大小,先要弄清外电路的连接方式,在此基础上才能进行有效的计算.
2.利用公式 计算出的电流是电路的总电流,要确定通过某电阻上的电流,还要根据串、并联电路的特征进行求解.
3.由于电源的电动势E和内电阻r不受R的影响,所以随着R的增大,电路中的电流I减小.
4.变形式:E=IR+Ir或E=U外+Ir.或U外=E-Ir.
E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.U外=E-Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路,也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用用电压表分别测量同样规格新干电池和旧干电池两极间的电压,会发现示数近似相等,但是若将这两节新旧干电池分别连成如图所示的电路,对同一规格的灯泡供电,灯泡的亮度差别却非常大,这是为什么呢?
答案：旧干电池内阻较大,使得电路中电流较小.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用解析：电源没有接入外电路时,路端电压值等于电源电动势,所以电动势E=800 mV.【例1】 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(　　)(导学号51120056)
A.0.10 V B.0.20 V
C.0.30 V D.0.40 V一二知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：D 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用(多选)用E表示电源电动势,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表示电流,则下列各式中正确的是(　　) (导学号51120057)
A.U'=IR B.U'=E-U
C.U=E+Ir D.
答案：BD一二知识精要思考探究典题例解迁移应用二、路端电压与负载的关系
1.对一定的电源,电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变,变化情况如下(↑表示增大,↓表示减小):一二知识精要思考探究典题例解迁移应用2.由U=E-Ir知路端电压U是干路中电流I的一次函数,以I为横坐标,U为纵坐标,作出U-I图象,这个图象应是一条直线,如图所示:一二知识精要思考探究典题例解迁移应用傍晚是每一天用电的高峰时段,万家灯火,但灯光较暗,这是为什么呢?
答案：当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的,其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,干路上就会有很大的电势降落,造成灯泡两端电压变低,所以灯泡的亮度也就变暗了.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用【例2】如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是(　　) (导学号51120058)
A.L1变亮,L2和L3皆变暗
B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗
C.L1变暗,L2变亮,L3也变亮
D.L1变亮,L2变亮,L3变暗一二知识精要思考探究典题例解迁移应用思路分析：利用路端电压跟外电阻的关系讨论,先分析总电阻怎么变化,再分析总电流怎么变化,再分析路端电压怎么变化,最后到各支路的电流和电压怎么变化.
解析：当P向右移动时,滑动变阻器的电阻减小,则总电阻减小,总电流增大,所以U3变大,L3变亮,内电压增大,路端电压减小,所以L1的电压减小,L1变暗;总电流变大,又I1是变小的,所以L2的电流增大,L2变亮.因此,本题的正确选项应为C.
答案：C一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法不正确的是(　　)
A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗
B.灯多时各灯两端的电压较低
C.灯多时通过电池的电流较大
D.灯多时通过各灯的电流较大
答案：D
解析：由于电灯并联在电路中,所以接入电路的电灯越多,总电阻越小,电路的总电流越大.电源的内电压越大,路端电压越低.流过每个灯的电流越小,每个电灯越暗.知识链接案例探究类题试解电源电动势和内阻的测量
1.测量原理:如图甲所示,改变变阻器的阻值,从电流表、电压表中读出几组U和I的值.知识链接案例探究类题试解2.数据处理:
(1)计算法:由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir组成方程组可求解E、r.
(2)作图法:在坐标纸上,I为横坐标,U为纵坐标,测出几组U、I值,画出U-I图象,根据闭合电路的欧姆定律U=E-Ir,可知U是I的一次函数,这个图象应该是一条直线.如图乙所示.这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势,这条直线的斜率的绝对值,即为内阻r的值.
a.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
b.直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即 ,θ越大,表明电源的内阻越大.
图象法是一种应用广泛的处理实验数据的方法,采用图象法来表示实验结果,能形象直观地显示物理量变化的规律.知识链接案例探究类题试解(2015安徽理综)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9 Ω)和若干导线.(导学号51120059)
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱　　　　(选填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为　　　　Ω.?
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表.甲 知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解①根据表中数据,图乙中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图乙中,并画IR-I图线;乙
②根据图线可得电池的电动势E是　　V,内阻r是　　　Ω.?知识链接案例探究类题试解解析：(1)表头改装成大量程的电流表时,应给其并联上一个电阻.由IgRg=(I-Ig)R,解得R=5.0 Ω,即将电阻箱阻值调为5.0 Ω;
(2)①图线如答案图所示;
②根据题意,题中(2)的表格中的电压为电阻箱两端电压.改装后的毫安表内阻RA约为5.0 Ω,由闭合电路欧姆定律,得E=U+(RA+r)I,整理得U=E-(RA+r)I,结合图象知,图线在纵轴上的截距表示电池的电动势,有E=1.53 V,图线的斜率大小表示RA+r的阻值,由图线得斜率约为7.0,故 r=k-RA=2.0 Ω.
答案：(1)并联　5.0　(2)①如答案图所示　②1.53　2.0知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1 Ω和1 kΩ.下面分别为实验原理图及所需的器件图. (导学号51120060)(1)试在图乙中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.
(2)一位同学记录了6组实验数据,见表.试根据这些数据在图丙中画出U-I图线.根据图象读出电池的电动势E=　　　　 V,求出电池内阻r=　　　　 Ω.?知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解答案：(1)见解析　(2)1.46　0.72(0.67~0.77均可)
解析：(1)先将电源、开关、电流表、滑动变阻器按照一定顺序连接好,再将电压表并到滑动变阻器与电流表串联电路两端,实物连接如图.知识链接案例探究类题试解(2)根据表格中U、I数据,在方格纸U-I坐标上描点画线,如图所示,连直线时第四组数据(0.32 A,1.18 V)标出的点明显偏离其他点,误差太大,应该舍去,然后将直线延长,交U轴于U1=1.46 V(1.44~1.48都对),即为电源电动势;交I轴于I=0.64 A,注意此时U2=1.00 V,由闭合电路欧姆定律得 Ω=0.72 Ω(0.67~0.77均对).