2.4.1 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律（导）—教科版高中物理选修3-1学案

2.4.1
电源的电动势和内阻
闭合电路欧姆定律
【学习目标】1．知道电源的电动势和内阻．2．理解闭合电路的欧姆定律．
【重点难点】重点：闭合电路欧姆定律
难点：电动势意义的理解和欧姆定律的应用
【自主学习】
一、电源电动势
1.
电源：电源是将其他形式的能转化为
的装置．
2．电源将其他形式的能转化为电势能的特性可以用
这个物理量来表征，它等于电源
时两极间的电势差．
二、电源的内阻
电源
上的电阻叫电源的内电阻，简称内阻．
三、闭合电路欧姆定律
1．当电路中存在着电流时，电源电动势等于闭合电路总的电势降落之和，即
（公式）.
2．闭合电路欧姆定律：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成
，跟内、外电路的电阻之和成
，即
（公式）.
3．路端电压与外电阻的关系：当外电阻R增大时，由I＝可知电流
，因而内阻两端的电压Ir
．由U＝E－Ir可知，路端电压
．相反，当外电阻R减小时，电流I增大，路端电压
．特殊情况：当外电路断开时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，R＝0.短路电流I0＝.
4.闭合电路的路端电压与电流的关系图像(U－I图像)：由U＝E－Ir可知，闭合电路的路端电压与电流关系图像(U－I图像)，是一条倾斜直线，如图所示，
该直线与纵轴交点的值表示电源
，与横轴交点的值表示电源
时的电流值I0，直线的斜率反映电源内阻r的大小．在任何情况都有E＝U外＋U内.
【交流讨论】电动势和电势差的区别
【成果展示】展示学生交流讨论成果
【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略）
【学以致用】
类型一：对电动势概念的理解
例1、关于电源电动势，下列说法正确的是(　　)
A．电源两极间的电压一定等于电源电动势
B．电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势
C．所有电源的电动势都是相同的
D．2号电池比5号电池的电动势大
举一反三
【变式】下列有关电动势的说法正确的是(　　)
A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压
C．非静电力做功越多，电动势就越大
D．E＝W/q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
类型二：闭合电路欧姆定律的理解
例2、如图所示电路中，电源电动势E＝12
V，内阻r＝2
Ω，R1＝4
Ω，R2＝6
Ω，R3＝3
Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？
(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？
【变式】如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5
V　2.5
W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1
A，这时电阻R两端的电压为4
V。求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻。
类型三：闭合电路的U－I图像
例3、电源与电阻R组成串联电路，路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U－I图线如图5所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压．
【变式1】如图所示，a、b为两电源的路端电压U和电路中的电流I的关系图线，则(　　)
A．a电源电动势等于b电源的电动势
B．a电源的内阻大于b电源的内阻
C．若电流变化相同，a路端电压变化小
D．若路端电压变化相同，a电流变化大
【变式2】在如图2?4?4所示电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
参考答案
【自主学习】
一、电源电动势
1.电势能
2．电动势、断路
二、电源的内阻
内部电路
三、闭合电路欧姆定律
1．
2．正比、反比、
3．减小、减小、增大；减小。
4.电动势、短路电流
例1、B
【变式】D
例2　(1)6
V　(2)1
A
【变式】(1)4
Ω　(2)6
V　2
Ω
例3
(1)4
A　1
Ω　(2)3
V
【变式1】ACD
【变式2】AB