单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,4,节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律,第4节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律,1,课堂探究,自主学习,达标测评,课堂探究自主学习达标测评,2,自主学习,课前预习,感悟新知,目标导航,(,教师参考,),重点,:(1),电源电动势的理解,(2),闭合电路欧姆定律的理解及应用,难点,:,闭合电路中能量转化与守恒,自主学习 课前预习感悟新知目,3,教材梳理,一、电源的电动势及内阻,1.,电源,将其他形式的能转化为,的装置,.,2.,电动势,(1),大小,:,数值上等于不接入电路时电源两极间的,.,(2),符号,:E,单位,:,伏特,用,V,表示,.,(3),物理意义,:,表征电源将其他形式的能转化为,的本领,.,(4),几种电池的电动势,干电池,铅蓄电池,硅光电池,银锌蓄电池,V,V,约,0.5 V,约,1.5 V,电势能,电势差,电能,1.5,2.0,教材梳理一、电源的电动势及内阻(4)几种电池的电动势干电池铅,4,3.,电源的内阻,电源内部电路的电阻,.,想一想,教材,P,56,图,2-4-2,中,假定在干路中串联一只电阻,R,0,依次闭合开关,灯泡的亮度会变化吗,?,为什么,?,答案,:,依次闭合开关,并联的总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,R,0,两端电压增大,灯泡两端的电压减小,灯泡变暗,.,二、闭合电路欧姆定律,1.,闭合电路的组成,(1),外电路,:,电源外部的电路,.,在电源外部,电流由电源正极流向负极,.,在外电路上有电势降落,IR,称为,或外电压,U,即,U=,.,(2),内电路,:,电源内部的电路,.,当电流流过电源内部时,在内阻,r,上会有电势降落,Ir,Ir,称为电源的内电压,U,即,U=,.,路端电压,IR,Ir,3.电源的内阻想一想 教材P56图2-4-2中,假定在干路,5,2.,闭合电路欧姆定律,(1),内容,:,在外电路为,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,.,纯电阻,正比,反比,(2),表达式,:,.,想一想,我们用电压表直接连接电源的两端,那么电压表的读数与电源电动势大小有何关系,?,为什么,?,答案,:,电源有内阻,用电压表和电源正、负极相连时,相当于电源与电压表串联,电压表读数是路端电压,小于电源电动势,.,2.闭合电路欧姆定律纯电阻正比反比(2)表达式:,6,三、闭合电路的,U-I,图像,(,如图,),1.,电源电动势,:,直线与,轴交点的值,.,纵,2.,短路电流,:,直线与,轴交点的值,.,3.,电源内阻,:,直线,的大小,.,横,斜率,4.U,外,随,I,的变化关系,:,电流,I,增大时,路端电压,U,外,.,降低,三、闭合电路的U-I图像(如图)纵2.短路电流:直线与,7,1.,在电源内部,电荷移动过程中,电场力做负功,电荷的电势能增加,.(,),2.,电动势相同的,1,号和,5,号干电池,内阻也一定相同,.(,),3.,在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大,.(,),4.,电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零,.(,),5.,电源短路时,路端电压为零,.(,),思考判断,答案,:,1.,2.,3.,4.,5.,1.在电源内部,电荷移动过程中,电场力做负功,电荷的电势能增,8,要点一 对电动势概念的理解,课堂探究,核心导学,要点探究,【,问题导学,】,在电源内部,从负极到正极只有电势的升高吗,?,答案,:,在电源内部,正电荷从电源的负极到电源的正极,克服静电力做功,把其他形式的能转化为电能,电势升高,同时,电流流过电源内部时,在内阻,r,上电流做功,电能转化为其他形式的能,电势降低,故在电源内部,电势有升高也有降低,.,要点一 对电动势概念的理解课堂探究,9,【,要点归纳,】,1.,电动势,(1),意义,:,表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,.,(2),决定因素,:,由电源本身特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路也无关,.,(3),电源极性,:,在电源内部正电荷集聚端为正极,负电荷集聚端为负极,.,(4),电动势与电压的区别与联系,物理量比较内容,电压,U,电动势,E,物理意义,电场力做功,电势能转化为其他形式能的本领,表征电场的性质,克服电场力做功,其他形式能转化为电势能的本领,表征电源的性质,单位,伏特,(V),伏特,(V),联系,电动势等于电源未接入电路时两极间的电压,2.,电池的串联和并联,:,n,个完全相同的电池串联时,总电动势,E,总,=nE,总内阻,r,总,=nr;,并联时,E,总,=E,r,总,=.,【要点归纳】(4)电动势与电压的区别与联系物理量比较内容电压,10,【,例,1】,下列对电源电动势概念的认识正确的是,(,),A.,电源电动势等于电源两极间的电压,B.,在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和,C.,电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电势能的本领,电源把其他形式的能转化为电势能越多,电动势就越大,D.,电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同,B,解析,:,电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压,电路闭合时由于存在内电压,电源两极间的电压小于电源电动势,A,错误,;,在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和,B,正确,;,电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,即在电路中通过一定电荷量时,电源提供的电能越多,电动势就越大,并不是电源把其他形式的能转化为电势能越多,电动势就越大,因为转化的能量除与电动势有关外,还与所经历的时间、用电情况有关,C,错误,;,电动势和电势差意义不同,电势差是表示电势能转化为其他形式能的本领的物理量,D,错误,.,【例1】下列对电源电动势概念的认识正确的是()B解,11,(,教师备用,),例,1-1,:,下列关于电源和电源电动势的说法正确的是,(,),A.,电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置,B.,在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动,C.,电源电动势反映了电源内部静电力做功的本领,D.,把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化,B,解析,:,电源内正电荷在非静电力下从低电势处,(,负极,),移向高电势处,(,正极,),把其他形式的能转化为电能,选项,A,错,B,对,;,电源电动势反映电源内非静电力做功的本领,与是否接入电路或接到不同电路均无关,选项,C,D,错,.,(教师备用)B解析:电源内正电荷在非静电力下从低电势处(负极,12,针对训练,1-1,:,关于电源电动势,下列说法中正确的是,(,),A.,同一电源接入不同的电路电动势会发生改变,B.,电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压,C.,电源电动势与是否接外电路无关,D.,电源电动势表征把电势能转化成其他形式能的本领的大小,与是否接外电路无关,解析,:,电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,与是否接外电路无关,故选项,A,D,错误,C,正确,.,电动势和电压是不同的概念,其物理意义也不相同,故选项,B,错误,.,C,针对训练1-1:关于电源电动势,下列说法中正确的是(,13,要点二 闭合电路欧姆定律的应用,【,问题导学,】,将旧电池和新电池混合使用,这样用起来合算吗,?,答案,:,不合算,.,旧电池内阻大,新、旧电池混合使用,只会起到降低路端电压和消耗新电池电势能的作用,.,要点二 闭合电路欧姆定律的应用【问题导学】答案:不合算,14,【,要点归纳,】,1.,闭合电路规律的表达形式和意义,2.,闭合电路动态问题分析,分析闭合电路的动态问题常按照“局部整体局部”的顺序,.,具体步骤为,:(1),确定电路的外电阻如何变化,;(2),根据闭合电路的欧姆定律,I=,确定电路的总电流如何变化,;(3),由,U,内,=Ir,确定内电压如何变化,;(4),由,U=E-U,内,确定路端电压如何变化,;,(5),由欧姆定律及串、并联电路的特点判断各部分电路电压、电流的变化情况,.,【要点归纳】2.闭合电路动态问题分析,15,【,例,2】,如图所示,电池内阻,r=1.5,R,1,=R,2,=R,3,=4,R,4,=10.,(1),当开关,S,1,S,2,均断开时,电压表读数为,4 V,求电源电动势,E;,解析,:,(1),当开关,S,1,S,2,均断开时,R,2,中的电流,I,2,=1 A,则,E=I,2,(r+R,1,+R,2,+R,3,),=13.5 V.,答案,:,(1)13.5 V,【例2】如图所示,电池内阻r=1.5,R1=R2=R3,16,(2),当开关,S,1,S,2,均闭合时,两个电表的读数分别为多少,?,答案,:,(2)1.5 V,A,(2)当开关S1,S2均闭合时,两个电表的读数分别为多少?答,17,规律方法,解决闭合电路问题的一般方法,(1),求总电流,I:,若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势,可用闭合电路的欧姆定律直接求出,若内、外电路上有多个未知电阻,可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流,I;,当以上方法都行不通时,可以应用联立方程求出,I.,(2),当外电路含有非纯电阻元件时,(,如电动机、电解槽等,),不能应用闭合电路的欧姆定律求解干路电流,也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流,若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到,.,规律方法 解决闭合电路问题的一般方法,18,(,教师备用,),例,2-1,:,如图所示电路中,R,1,=R,2,=R,3,=10,S,断开时,电压表示数为,16 V,S,闭合时,电压表示数为,10 V,若电压表可视为理想的,求,:,(1),电源电动势和内阻各为多大,?,答案,:,(1)20 V,5,(教师备用)答案:(1)20 V5,19,答案,:,(2)6.4 W,2.5 W,(2),闭合,S,前后,R,1,消耗的功率分别为多大,?,解析,:,(2),闭合,S,前后,R,1,消耗的功率分别为,P,1,=I,2,R,1,=0.8,2,10 W=6.4 W,P=,（,）,2,R,1,=0.5,2,10 W=2.5 W.,答案:(2)6.4 W2.5 W(2)闭合S前后,R1消耗,20,针对训练,2-1:,如图所示电路中,电源电动势,E=12 V,内阻,r=2,R,1,=4,R,2,=,6,R,3,=3.,答案,:,(1)6 V,(1),若在,C,D,间连一个理想电压表,其读数是多少,?,针对训练2-1:如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻,21,(2),若在,C,D,间连一个理想电流表,其读数是多少,?,答案,:,(2)1 A,(2)若在C,D间连一个理想电流表,其读数是多少?答案:(2,22,要点三 闭合电路中的图像问题,【,问题导学,】,在,U-I,图像中,若纵轴,U,不从零开始取值,如何确定电源的电动势和内阻,?,答案,:,若纵轴不从零开始取值,图线与纵轴的交点仍表示电源的电动势,图线斜率的绝对值仍表示电源的内阻,但图线与横轴的交点不表示短路电流,.,要点三 闭合电路中的图像问题【问题导学】答案:若纵轴不从零,23,【,要点归纳,】,1.U-R,图像,2.,路端电压,U,随电流,I,变化的图像,(U-I,关系图线,),(1)U-I,图像的函数表达式,:U=E-Ir.,(2)U-I,图像特点,:,位于第一象限,与横、纵坐标轴相交的倾斜直线,如图所示,.,【要点归纳】2.路端电压U随电流I变化的图像(U-I关系图线,24,(3),推论,(3)推论,25,【,例,3】,(,多选,),如图是根据某次实验记录数据画出的,U-I,图像,下列关于这个图像的说法中正确的是,(,),AD,解析,:,U-I,图线纵轴截距表示电源电动势,E=3.0 V,选项,A,正确,;,横轴截距点坐标为,(0.6 A,2.4 V),因此不是短路时的电流,选项,B,C,错误,;,由,r=|,知选项,D,正确,.,【例3】(多选)如图是根据某次实验记录数据画