闭合电路的欧姆定律导学案..docVIP

闭合电路的欧姆定律 导学案 编题：项春梅 审查：物理组 一、学习目标 1、理解电动势的定义，知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压 2、知道电源的电动势等于内、外电路上的电势降落之和 3、理解闭合回路的欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题 4、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化 二、自主学习 （一）．闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的组成 （1）闭合电路：用导线把 ， 连成的电路。 （2）外电路： 的电路，在外电路中，正电荷在 的作用下由正极移向负极，因此，沿电流方向电势 。 （3）内电路： 的电路，在内电路中， 把正电荷由负极移到正极，则沿电流方向电势升高。 2.闭合电路中的能量转化 如图所示，电路中的电流为I，在时间t内， ，等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt= 3.闭合电路的欧姆定律 （1）内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比， 跟内，外电路的 成反比。 （2）公式：I= （3）适用范围： 。 （4）常用公式 公式： 结论：电动势等于内外电路 之和 适用范围：任何闭合电路 （二）．路端电压与负载的关系 1.路端电压 外电路上总的 实际上就是外电压。 2.路端电压与电流的关系 （1）公式：U= 。 （2）U-I图像：是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示 斜率的绝对值表示电源的 。 3.路端电压随外电阻的变化规律 （1）外电阻R增大时，电流I ，外电压U增大，当R增大到无限大（断路）时，I=0，U=E,可由此测出电源两极间的电压，即为电动势。 （2）外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U ，当R减小到零时，U=0，I= 1．电源的总功率：P总＝EI＝IU外＋IU内＝P出＋P内．若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝. 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电源的输出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内． 若外电路是纯电阻电路，则有 P出＝I2R＝＝. 由上式可以看出 (1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝. (2)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小． (3)当Rr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R1·R2＝r2. (5)P出与R的关系如图4所示． 图4 4．电源的效率 η＝×100%＝×100%＝×100% ＝×100% 因此R越大，η越大；当R＝r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%. η－R图象如图5所示． 图5 （二）．动态直流电路的分析 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（ ） A．电压表和电流表读数都增大 B．电压表和电流表读数都减小 C．电压表读数增大，电流表读数减小 D．电压表读数减小，电流表读数增大 四．典型例题 例1.如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6V和0.4A。当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势。 例2.如图所示，直线a为电源的U—I图线，直线b为电阻R的伏安特性图线，用该电源和两个电阻R串联组成闭合电路时，电源的输出功率为多大？ 例3. 如图6所示，电源电动势E＝3 V，内阻r＝3 Ω，定值电阻R1＝1 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？ (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？ (3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？ (4)三种情况下，电源的效率分别为多大？ r=0.1Ω，负载电阻R=22Ω，电路中的电流I=10A，每根连接导线的电阻RL=0.1Ω，则发电机的电动势E=__________V，电源的输出功率P出=______W，发电机的功率P=__