课件34张PPT。第4章 学案1 探究闭合电路欧姆定律目标定位
1.掌握电动势的概念及表达式，了解电源内部能量的转化过程和生活中的电池.
2.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式.
3.会用闭合电路欧姆定律进行简单的计算．内容索引
知识探究
达标检测
知识探究1一、闭合电路的路端电压和内电压实验探究1 用多用电表测量路端电压图1按如图1所示的电路选择器材，连接电路．
按课本要求测量电压Ubc、Ubc′、Uac.分析测得的数据，比较三个电压测量值之间的关系为________________．Ubc′＜Ubc＜Uac实验探究2 测电源内部的电压图2按如图2所示电路连接线路，分别测量电源的内电压和外电压，多次测量，把测量结果记录在事先准备好的表格中，分析内、外电压的大小，说明它们满足怎样的规律？ 答案在误差允许的范围内，内、外电压之和为一定值．1.外电路和内电路： 组成外电路， 是内电路.
2.在外电路中，电流方向由电源 极流向 极；在内电路中电流方向由 极流向 极.
3.路端电压和内电压：外电路两端(即电源两极间)的电压称为路端电压，电源内部的电压称为 .
4.在闭合电路中，内电压与外电压之和 .用电器和导线电源内部正负负正内电压保持不变例1 (多选)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表示电流，则下列各式中正确的是答案√√二、电源的作用——电动势1.如图3所示，在外电路中电流由电源正极流向负极，即从高电势流到低电势，电流在电源内部只能从负极流向正极，即从低电势流到高电势.根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，反而起阻碍作用.
(1)是什么力把正电荷从电源的负极搬运到电源的正极？图3答案非静电力.(2)电源中的能量是如何转化的？答案其他形式的能转化为电势能.2.电场力在外电路和内电路做功分别是多少？它们做功之和与电源内部非静电力所做的功有何关系？答案qU外 qU内 相等1.电源的工作原理：在电源内部 做功，使其他形式的能转化为电势能；在电源的外部电路， 做功，把电势能转化为其他形式的能.
2.电动势：电源内部非静电力移送单位电荷所做的功.(2)单位：伏特，符号为 .
(3)说明：①物理意义：反映电源 本领的大小.②决定因素：由电源自身特性决定，跟电源的体积 ，跟外电路 .非静电力静电力非静电力做功无关无关V例2 (多选)关于电动势E的说法中正确的是
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
答案解析√√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，与电源的体积和外电路也均无关系，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的物理量.电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的
成反比.三、闭合电路的欧姆定律3.其他两种表达形式：
E＝U外＋U内，这就是说，电源的电动势等于内、外电路电势降落之和.或写成E＝IR＋Ir.正比电阻之和例3 如图4所示，电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10 Ω，求电路中总电流的变化范围. 答案解析图40.55～1 A
当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电路中的电流最大.当R3阻值为10 Ω时，外电阻最大，电路中的电流最小.在如图5所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、7 Ω时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？再通过公式论证你的结论是否正确.四、路端电压与负载的关系图5 答案
外电压分别为7.5 V、8 V、8.75 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.1.路端电压的表达式：U＝E－Ir.
2.路端电压随外电阻的变化规律3.路端电压与电流的关系图像如图6所示.图6(1)在图像中U轴截距表示 ，纵坐标从零开始时I轴截距等于 .
(2)直线 等于电源的内阻，即内阻r＝________.电源电动势短路电流斜率的绝对值
例4 (多选)如图7所示为某一电源的U－I图线，由图可知
A.电源电动势为2 V
B.电源内阻为 Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A图7答案解析√√
在本题的U－I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；针对训练 (多选)如图8所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是
A.电源甲的电动势大于电源乙的电动势
B.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
C.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
D.电流都是I0时，两电源的内电压相等图8答案解析√√
图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故A正确；
图线斜率的绝对值表示电源内阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故B错误；
甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等，故C正确；
电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，故D错误.故选A、C.
达标检测21.(对电动势概念的理解)关于电压和电动势，下列说法正确的是
A.电动势就是电源两极间的电压
B.电压和电动势单位都是伏特，所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法1234答案解析√D.电压和电动势有本质的区别，反映的能量转化方向不同
1234电动势只是在数值上等于电源两极间的电压，但是不能说电动势是电压，A错；
尽管电压和电动势单位都是伏特，但它们不是同一物理量，有本质的区别，电压反映静电力做功，电能转化为其他形式的能，而电动势反映非静电力做功，其他形式的能转化为电能，故B、C错，D对.2.(闭合电路欧姆定律的应用)电动势为3 V的电池，在电路中输出3 A的电流，由此可知
A.内、外电阻相差1 Ω B.内、外电阻之和为1 Ω
C.外电阻为1 Ω D.内电阻为1 Ω答案解析√1234
3.(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(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R＝0时，U＝0
C.当电路断开时，I＝0，U＝0
D.当R增大时，U也会增大1234答案√√4.(电源U－I图像的理解和应用)(多选)如图9所示为闭合电路中两个不同电源的U－I图像，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.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大1234图9答案解析√√1234
当工作电流变化量相同时，因为r11.知道测量电源的电动势和内阻的实验原理，进一步了解电源路端电压随电流变化的关系.
2.经历实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推，进行数据处理的方法．内容索引
知识探究
达标检测
知识探究1一、伏安法测电源电动势和内阻1.实验原理如图1所示，改变RP的阻值，测量外电压U外和通过电源的电流I，由闭合电路欧姆定律建立方程组图1E＝U1＋I1r(1)
E＝U2＋I2r(2)
解(1)、(2)式便可求出电源的电动势E和内阻r.2.实验器材
待测电池一节，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)各一个，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干.
3.实验步骤
(1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路.
(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其阻值最大.
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1).用同样的方法测量几组I、U值.
(4)断开开关，整理好器材.
(5)处理数据，用公式法和作图法这两种方法求出电池的电动势和内阻.4.实验数据的处理
(1)平均值法：由E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r可解得可以利用U、I的值多求几组E、r的值，算出它们的平均值.(2)U－I图像法
①根据多次测出的U、I值，作U－I图像；
②将图线两侧延长，纵轴截距点的数值是电池电动势E；图25.注意事项
(1)为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻
较大的旧干电池和内阻较大的电压表.
(2)实验中不能将电流调得过大，且读数要快，
读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时
内阻r的明显变化.
(3)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始.
如图3所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝ 求出.图3例1 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中.
(1)备有如下器材
A.干电池1节 B.滑动变阻器(0～20 Ω)
C.滑动变阻器(0～1 kΩ) D.电压表(0～3 V)
E.电流表(0～0.6 A) F.电流表(0～3 A)
G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选____，电流表应选____.(只填器材前的序号)答案解析BE滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电池内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B.(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器.)
电流表的量程要大于电源允许通过的电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择0～0.6 A量程的电流表，所以电流表应选E.(2)为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.答案解析见解析图电路图如图所示.
(3)某同学根据实验数据画出的U－I图像如图4所示，由图像可得电池的电动势为_______ V，内电阻为_____Ω.答案解析1.5图41
针对训练 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图5(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.答案解析(1)试根据这些数据在图(b)中作出U－I图线.图5见解析图
(2)根据图线求出电池的电动势E＝______________________ V，电池的内阻r＝____________________ Ω.1.46(1.45～1.47均可)0.71(0.68～0.74均可)二、“安阻法”测E和r1.实验原理
由E＝IR＋Ir可知，只要能得到 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.
2.实验器材
______、 、 、 ，电路图如图6所示.图6I、R开关变阻箱电流表电源3.数据处理
(1)公式法：由E＝I1(R1＋r)和E＝I2(R2＋r)可解出E和r.
(2)图像法：由E＝I(R＋r)得：例2 某研究性学习小组利用如图7甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R－ 图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________，r＝________.答案解析图73.0 V1.0 Ω由闭合电路欧姆定律有，E＝I(R＋r)，
1.实验原理
由E＝U＋ 知，如果能得到 的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r.
2.实验器材
、 、 、 ，电路图
如图8所示.三、“伏阻法”测E和r图8U、R电源开关变阻箱电压表例3 给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等器材：
(1)在虚线框内画出根据闭合电路欧姆定律测定一节旧的干电池的电动势和内阻的实验电路图. 答案解析电路图如图所示
(2)在实验过程中，将电阻箱拨到45 Ω时，电压表读数为0.9 V；若将电阻箱拨到如图9甲所示的位置时，电压表读数如图乙表盘所示.根据以上数据，可以算出该节电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω.(结果均保留两位有效数字) 答案图91.319
达标检测21.在利用伏安法测量电源的电动势和内阻的实验中，某同学的实物连线图如图10甲所示.
(1)经仔细检查可知，该图中有两处不太合理的连线，那么这两处不太合理的连线对应的编号是________. 答案图10③⑤解析12电路连接中错误所在是滑动变阻器不起作用和开关不能控制电压表，故③⑤连线不合理.12(2)若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的伏安特性曲线(U－I图线)如图乙.则该电源的电动势为________，电源内阻为______. 答案3 V解析2 Ω由U－I图像可知，E＝3 V，I短＝1.5 A，所以内阻r＝ ＝2 Ω. 122.如图11(a)是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如果采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，为了较精确地测量一节新干电池的内阻，加接一定值电阻，实验电路原理图如图(b).可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0＝1.5 Ω)，滑动变阻器R1(0～10 Ω)，滑动变阻器R2(0～200 Ω)，开关S.图1112(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______(填R1或R2). 答案R1(2)用笔画线代替导线在图(c)中完成实物连接图.
如图所示 答案12(3)实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数在给出的UI坐标系中画出UI图线如图(d)所示，则新干电池的内阻r＝____________________ Ω.(保留两位有效数字) 答案0.29(0.25～0.30均可)12本课结束课件36张PPT。第4章 学案3 典型案例分析目标定位
1.了解欧姆表内部结构，会用闭合电路欧姆定律分析欧姆表的工作原理.
2.会运用闭合电路欧姆定律分析动态电路问题．内容索引
知识探究
达标检测
知识探究1一、多用电表电阻挡测电阻的原理1.电压表、大量程电流表都是由电流表改装的，试画出把电流表改装成测量电阻的欧姆表的原理图. 答案
答案图1为零. 答案无穷大.3.当黑、红表笔不接触时(如图乙所示)，电路中无电流，指针不偏转，即指向电流表的零点.此时，黑、红表笔之间电阻为多大？ 答案
4.当将电阻Rx接在黑、红表笔间时(如图丙所示)，则通过电流表的电流I与Rx的关系是怎样的？1.欧姆表内部结构： 、 、 .可变电阻表头电源闭合电路欧姆图23.I与Rx不成比例，欧姆表的刻度 .(填“均匀”或“不均匀”)
欧姆表的电阻零刻度是电流 刻度处，而欧姆表电阻“∞”刻度是电流 处，所以欧姆表指针偏角越大，表明被测电阻越 .
4.内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流Ig，根据闭合电路欧姆定律知Ig＝图2___________，故欧姆表内电阻R内＝＝ .不均匀最大零刻度小r＋Rg＋RP
5.中值电阻：当外加电阻Rx＝ 时，电流图2r＋Rg＋RP为I＝ ＝ Ig，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻.例1 如图3所示为一简单欧姆表原理示意图，其中
电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，
可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电源的电动势
E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的
表笔颜色应是______色.按正确使用方法测量电阻Rx阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________kΩ，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将________(填“变大”“变小”或“不变”).答案解析图3红5变大
针对训练1 若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA，内装一节干电池，电动势为1.5 V，那么该欧姆表的内阻为________ Ω.待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为________ Ω.若指针指在满刻度的 处，则待测电阻的阻值为______ Ω.答案解析300300100
如图4所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，
在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中.
(1)电路中的总电阻如何变化？二、闭合电路的动态问题分析 答案图4R0滑动端向下滑动，使R0减小，电路中的总电阻R总减小(2)通过电源的电流如何变化？ 答案
(3)内电压如何变化？外电压(即电压表 的示数)如何
变化？ 答案由U内＝Ir，知U内增大
由U外＝E－Ir知，U外减小， 示数减小.(4)R1两端电压(即电压表 示数)如何变化？ 答案R1两端电压U1＝IR1，U1增大， 示数增大.(5)R2和R0并联部分电压(即电压表 的示数)如何变化？ 答案R2和R0并联电压U并＝U外－U1，所以U并减小， 示数减小.(6)R2上的电流(即 的示数)如何变化？ 答案
闭合电路动态问题分析的具体步骤：
(1)由题目给出的条件判断电阻的变化，进而判断闭合电路总电阻的变化情况；(3)依据U＝E－Ir，判断外电路电压(路端电压)的变化情况；
(4)依据分压、分流原理判断电路其他部分电流、电压的变化情况.例2 在如图5所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则图5A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮答案解析√
针对训练2 如图6所示的电路，闭合开关S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值.则
A.电流表的示数减小
B.电压表的示数减小
C.电阻R2两端的电压减小
D.路端电压增大图6答案解析√题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故R↓→R总↓→I干↑→U内↑→U外↓.R2两端电压U2＝I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小， 读数减小，A、C、D错误，B项正确.
达标检测21.(欧姆表测电阻的原理)如图7为多用电表电阻挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大阻值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V，内阻不计，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是
A.30 kΩ～80 kΩ
B.3 kΩ～8 kΩ
C.300 kΩ～800 kΩ
D.3 000 kΩ～8 000 kΩ1234答案解析√图7
1234使用欧姆表读数时在中值电阻5 kΩ左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围为3 kΩ～8 kΩ.2.如图8所示是欧姆表的工作原理图.答案解析1234图8(1)若表头的满偏电流为Ig＝500 μA，干电池的电动势为1.5 V，求灵敏电流表的电流刻度值为50 μA、250 μA时对应的欧姆表的电阻值.2.7×104 Ω 3×103 Ω1234
(2)这个欧姆表的总内阻为________ Ω，表针偏转到满刻度的 时，待测电阻为________ Ω.答案解析12343 0006 0001234
3.(多选)在如图9所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电流表和电压表均为理想电表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是
A.电压表示数变小
B.电流表示数变大
C.a点的电势降低
D.电容器C所带电荷量增多1234答案√图9√4.(闭合电路欧姆定律的应用)如图10所示，R1＝14 Ω，R2＝9 Ω，当S扳到位置1时，电压表示数为2.8 V，当开关S扳到位置2时，电压表示数为2.7 V，求电源的电动势和内阻.(电压表为理想电表)1234答案解析图103 V 1 Ω1234
由闭合电路欧姆定律
U1＝E－I1r
得：2.8＝E－0.2r ①由闭合电路欧姆定律得： 2.7＝E－0.3r ②
由①②解得：E＝3 V，r＝1 Ω本课结束课件33张PPT。第4章 学案4 电路中的能量转化与守恒目标定位
1.理解电功、电功率的概念与公式并能进行相关计算.
2.理解电功和电热、电功率与热功率的区别与联系，知道纯电阻电路、非纯电阻电路中热量的计算.
3.明确闭合电路的效率与功率，会分析闭合电路电源的最大输出功率．内容索引
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知识探究1一、电功和电功率1.如图1所示，电路中电流为I，通电时间为t，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？如果电路左、右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中．静电力做的功是多少？ 答案图1It IUt2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？ 答案不相同．电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少．电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示．电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关．1.电流做了多少功，就有多少 转化为其他形式的能，即电功等于电路中 的减少量.
2.电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是 力在这段电路中所做的功.
3.电功的计算公式：W＝ .
单位： ，符号为J.
常用单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝ J.电能电能电场IUt焦耳3.6×1064.电功率： 内电流所做的功.它表示电流做功的 .
公式：P＝ ＝ 单位： ，符号为 .单位时间快慢IU,瓦特W例1 一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J.若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是
A.4 V,16 J B.8 V,16 J
C.4 V,32 J D.8 V,32 J答案解析√
设电阻丝电阻为R，开始所加电压为U1，则
W1＝q1U1
即8＝2U1，故U1＝4 V.
设后来所加电压为U2，产生的热量为W2，则W2＝q2U2＝4×8 J＝32 J.1.某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路.二、焦耳定律 答案纯电阻电路有：含白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅的电路；非纯电阻电路有：含电动机、电解槽、电容器的电路.2.在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？ 答案在电炉电路中，电流做的功即消耗的电能全部转化为电热，即W＝Q.在电动机电路中，电流做的功即消耗的电能除一部分转化为电热之外，大部分转化为机械能，即W＝Q＋E其他，此时W>Q.1.焦耳定律
(1)电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比.
(2)公式：Q＝ .
2.热功率
(1)单位时间内电流通过导体发出的热叫做热功率.电流的平方电阻通电时间I2RtI2R4.非纯电阻电路：含有 或 的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为 或 .还有一小部分转化为内能.此时电功大于电热： W＝UIt＝Q＋E其他> Q＝I2Rt ，电功率大于热功率：P＝UI ＝P热＋P其他>P热＝I2R.内能电动机电解槽机械能化学能小明家有电炉、日光灯、电视机、电脑、电吹风等用电器，小明查了所有用电器的电阻，它们电阻的总和为R，已知小明家所接电网电压为U，于是小明很快算出了他家用电器的总功率：P＝ ，小明这种算法正确吗？答案
例2 (多选)用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么
A.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t s
B.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t s
C.当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t s
D.当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要16t s答案解析√√
闭合电路中，电源电动势为E，内、外电路的电阻分别是r和R，电路中的电流为I.t时间内电源把多少其他形式的能转化为电能？外电路产生的热量是多少？内电路产生的热量是多少？三者之间有何关系？三、闭合电路中的能量转化与守恒 答案EIt I2Rt I2rt EIt＝I2Rt＋I2rt1.电源是把其他形式的能转化为 能的装置.电源提供的能量一部分消耗在 上，一部分消耗在 上，转化为内能.
2.能量关系：电源提供的能量等于内、外电路消耗的能量之和，即EIt＝ ＋U内It.
功率关系：电源提供的电功率等于内、外电路消耗的电功率之和，即：EI＝ ＋U内I.
3.对于外电路是纯电阻的电路，其能量关系和功率关系分别为：EIt＝
＋I2rt，EI＝ ＋I2r.电外电路内电阻U外ItU外II2RtI2R1.纯电阻电路中电源的输出功率与外电阻之间有怎样的关系？什么时候电源的输出功率最大？答案
电源的输出功率是指外电路消耗的功率.
当外电路为纯电阻电路时，
(1)P出与外电阻R的函数关系图像如图所示，
从图中看出当R＜r时，若R增大，P出增大；当R＞r时，若R增大，P出减小.
(2)电源的输出功率2.电源的效率与外电阻有怎样的关系？输出功率最大时，电源的效率也最高吗？答案
例3 (多选)如图2所示，一台电动机提着质量为m的物体，
以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R，电源
电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，
忽略一切阻力及导线电阻，则
C.如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D.如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小答案解析√图3√
达标检测21.(功率P＝UI、P＝I2R、P＝ 的区别)(多选)关于三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝ 的适用范围，以下说法正确的是
A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B.在纯电阻电路中，三个公式既适用于求电功率，又适用于求热功率
C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用
于求热功率，第三个公式没有意义
D.由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P
既是电功率也是热功率1234答案解析√√首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同.其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率.因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能.12342.(非纯电阻电路与纯电阻电路的对比)(多选)一台电动机的线圈电阻与一个电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内
A.电炉放热与电动机放热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率1234答案解析√√√电炉属于纯电阻元件，电动机属于非纯电阻元件，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R.对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.3.(非纯电阻电路的特点)(多选)如图3所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则
A.电动机内部的发热功率为I2R
B.电动机的机械功率为IU
C.电动机的总功率为IU
D.电动机机械功率为IU－I2R1234答案√图3√√4.(闭合电路的功率和效率)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图4所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线.直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么
A.R接到电源a上，电源的效率较低
B.R接到电源b上，电源的输出功率较大
C.R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高
D.R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高1234图4答案解析√1234
本课结束课件29张PPT。章末总结第4章
学案5 内容索引
网络构建
题型探究
达标检测
网络构建1探究闭合电路欧姆
定律闭合
电路闭合电路
欧姆定律I＝_______(适用于纯电阻电路)
E＝ (适用于纯电阻电路
E＝U外＋U内(适用于任何电路)测量电源的
电动势和内阻方法：伏安法、安阻法、伏阻法
原理：闭合电路欧姆定律
数据处理：计算法、图像法IR＋Ir路端电压与
外电阻的关系U＝IR＝ ，U随R的增大而增大
当R→∞时，U＝E；当R＝0时，U＝0探究闭合电路欧姆
定律多用电表测
电阻的原理闭合电路欧姆定律I＝
中值电阻R中＝ ＝R内电功和
电功率电功：W＝ ，电功率P＝____
电热：Q＝ ，热功率P＝_____UItUII2RtI2R电功与
电热的
关系纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝
非纯电阻电路：W＝UIt＞Q＝I2Rt闭合电路的功率：P总＝ ，P外＝ ，P内＝ .IEIUI2r
2题型探究一、纯电阻电路和非纯电阻电路1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q，即UIt＝I2Rt.计算电功或电热时，可采用公式W＝Q＝UIt＝ t＝Pt中的任一形式进行计算.
2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽的电路)，电功大于电热.在这种情况下，不能用I2Rt或 t来计算电功.根据能量守恒定律可知，在非纯电阻电路中，电能的转化为：电功＝电热＋其他形式的能，即UIt＝I2Rt＋E(其他形式的能).例1 如图1所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变).试求：
(1)电源的电动势；答案解析图1120 V
电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V.(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；答案解析20 A
设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为流过电解槽的电流为IA＝I1－I′＝20 A.(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率.答案解析1 700 W电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W
电解槽中热损耗功率P热＝ ＝202×0.5 W＝200 W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化＝PA－P热＝1 700 W.二、闭合电路的动态分析
动态电路问题的分析思路
(1)电路中不论是串联部分还是并联部分，只要有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻必变大.只要有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻必变小；
(2)根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判定总电流、路端电压的变化；
(3)判定固定支路电流、电压的变化；
(4)判定变化部分的电流、电压变化，如变化部分是并联回路，那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化，然后变化部分的电流、电压就能确定了.例2 在如图2所示的电路中，E为电源电动势，r为其内阻，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱，则
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源内阻的电压变大图2答案解析√若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，电源内电压也减小，A、D错误；
而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误.三、含电容器电路的分析与计算方法
在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：
(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.
(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.例3 如图3所示，电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求：
(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；图3答案解析1 A
(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量.答案解析1.2×10－4 CS闭合时，电容器两端电压UC＝U2＝I·R2＝6 V，储存的电荷量Q＝C·UC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UC′＝E，储存的电荷量Q′＝C·UC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的，这只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量.
达标检测31.(闭合电路的动态分析)如图4所示的电路.三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时
A.L1变亮，L2、L3变暗 B.L1、L2变亮，L3变暗
C.L1、L3变暗，L2变亮 D.L1、L3变亮，L2变暗图4答案解析√滑动变阻器触点向b端移动，电阻变小，总电阻变小，I1(I1是通过L1的电流)变大，U3变小，I3变小，I2＝I1－I3(I2、I3分别为通过L2、L3的电流)，可知I2变大，L2变亮.12342.(闭合电路的动态分析)(多选)如图5所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是
A.小灯泡L1、L2均变暗
B.小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C.电流表 的读数变小，电压表 的读数变大
D.电流表 的读数变大，电压表 的读数变小图51234答案解析√√滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表 的读数变小，电压表 的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，B、C正确.12343.(含电容器电路的分析与计算)(多选)如图6所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F.若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则
A.I＝0.75 A B.I＝0.5 A
C.q＝2×10－5 C D.q＝1×10－5 C图6答案解析√1234√
12344.(非纯电阻电路的计算)如图7所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：
(1)电源释放的电功率；答案解析20 W1234图7
(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；答案解析12 W 8 W1234电动机两端的电压为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3.0) V＝6 V
电动机消耗的电功率为：P电＝UI＝6×2 W＝12 W
电动机消耗的热功率为：P热＝I2R0＝22×1.0 W＝4 W
根据能量守恒定律得，电动机将电能转化为机械能的功率
P机＝P电－P热＝12 W－4 W＝8 W(3)电源的输出功率和效率.答案解析18 W 90%1234
本课结束
