高二物理精品学案：2.3 研究闭合电路（粤教版选修3-1）

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1、2.3 研究闭合电路研究闭合电路 学案（粤教版选修学案（粤教版选修 3-13-1）一、电动势 1一个闭合电路可以分为两部分：_和_电源外部的电路叫做 _，外电路上的电阻称为_，电源内部的电路叫_，内电路上的电阻 即电源的电阻称为_，用_表示 2电动势：是用来描述电源特性的物理量，数值上等于 _，用符号_表 示，单位是_ 二、闭合电路的欧姆定律 1电源的电动势 E 与 U外和 U内的关系为： _. 2闭合电路中的电流 I，外电阻 R、内电阻 r 与电源电动势 E 的关系为：_. 3闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_比，跟内、外电路 的电阻之和成_比公式表示为 I_. 三、路端

2、电压跟负载的关系 1路端电压：就是_，也可以理解为电源两极间的电压 2负载：电路中，消耗电能的元件常常称为负载负载变化时，电路中的电流就会变化， 路端电压也随之变化 3当外电阻 R(负载)增大时，由闭合电路欧姆定律 I_可知，电路中的电流 I减小， 根据 U_Ir 可知，此时路端电压 U 将_相反，当外电阻(负载)R 减小时， 电流 I 将_，路端电压 U 将_ 四、测量电源的电动势和内阻 电源的特性主要由_和_来描述测电源的电动势和内阻的实验所依据的原理是 _，对于实验所得数据通常用_法和_法来处理.一、电动势 问题情境 1.简述闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念2用什么物理量来

3、描述电源的特性呢？要点提炼 1电动势：描述电源特性，表示电源提供电能本领的物理量 2电动势的数值：等于不接用电器时电源_间电压 3电动势用_表示，单位是_ 二、闭合电路的欧姆定律 问题情境 一个闭合电路由内电路和外电路组成，根据初中学过的欧姆定律可以研究其外电路电阻两端电压与电流的关系，但是内电路以及整个闭合回路又怎样研究呢？1类比于水流和地势，说明在外电路以及外电阻上电流的方向与电势有什么关系？2类比于抽水机，说明电源内部电流的方向与电势的关系？3课本“观察与思考”问题中，V1与电源的电动势有什么关系？4分析课本“观察与思考”问题 2 中数据，得出 E、U外、U内之间有什么定量关系？要点提炼

4、 1电源的电动势 E 等于_和_之和，即 E_. 2闭合电路的欧姆定律： _ _.表达式为 I_. 问题延伸 电源两端的电势差可以这样理解，把电源看做两部分，一部分是理想的电源，电动势为 E，另一部分是电源的内阻 r，沿着电流的方向，经过理想电源电势就升高一个电动势 E，经过内阻 r 电势就降低一个 Ir，则电源两极间的电压为_三、路端电压跟负载的关系 问题情境 大家几乎都注意过这种现象，傍晚是每一天的用电高峰时段，灯光较暗，而夜深人静时，若打开灯的话，灯光会特别亮；在家用电器使用中，如夏季打开空调后，你会发现灯泡会变暗，而关掉空调后灯泡又会马上亮起来，这是为什么呢？1什么是负载？2试分析：当

5、外电阻 R 增大时，路端电压如何变化？要点提炼 1路端电压与外电阻的关系：当外电阻增大时，路端电压_；当外电阻减小时，路端 电压_ 2路端电压与电流的关系图 1 对纯电阻电路有：UEIr，对给定的电源，电动势和内电阻为定值，所以路端电压与电流 是线性关系，如图 1 所示，图象表达：U 轴截距是_，I 轴截距等于_， 直线的斜率等于_ 3外电路断开时，路端电压等于_，外电路短路时，电路中的电流等于_(表 达式) 四、测量电源的电动势和内阻 问题情境 1.用实验的方法测量电源的电动势和内阻的原理是什么？电路图怎样？2对实验所得数据应采用哪些方法来处理？3用作图法来处理实验数据时，图象的横坐标和纵坐

6、标分别是什么物理量？所得图线与横轴和纵轴的交点以及图线斜率各有什么物理意义？问题延伸 1用一只电流表和一个电阻箱，能否测出电源的电动势和内阻？写出其原理式，画出电路图并找出处理数据的方法2用一只电压表和一个电阻箱能否测出电源的电动势和内阻？写出原理式，画出电路图并找出处理数据的方法例 1 如图 2 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 1.6 V 和 0.4 A；当 S 断开时，它们的示数各改变 0.1 V 和 0.1 A，求电源的电动势及内阻图 2思维总结 解此类题时，一定要先弄清电路的连接方式，以及电流表、电压表所测电流、电压的范围；理解电压表和电流表均为

7、理想电表的含义图 3 变式训练 1 如图 3 所示电路中，R1R2R31 ，电压表内阻很大，当 S 断开时，电压表 示数为 0.8 V，当 S 闭合时，电压表示数为 1 V，求电源的电动势与内阻来源:学,科,网例 2 在如图 4 所示的电路中，E 为电源的电动势，r 为电源内阻，R1、R3均为定值电阻， R2为滑动变阻器当 R2的滑动触头在 a 端时合上开关 S，此时三个电表 A1、A2和 V 的示数 分别为 I1、I2和 U，现将 R2的滑动触头向 b 端移动，则三个电表示数变化情况是( )图 4 AI1增大，I2不变，U 增大 BI1减小，I2增大，U 减小 CI1增大，I2减小，U 增大

8、 DI1减小，I2不变，U 减小 听课记录： 变式训练 2 在如图 5 所示的电路中，当滑动变阻器 R3的滑片 P 向 b 端移动时( )图 5 A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变小，电流表示数变大 C电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小 例 3 如图 6 所示为两个独立电路 A 和 B 的路端电压与其总电流的关系图线，则( )图 6 A路端电压都为 U1时，它们的外电阻相等 B电流都是 I1时，两电源内电压相等 C电路 A 的电动势大于电路 B 的电动势 D电路 A 中电源的内阻小于电路 B 中电源的内阻 听课记录： 变式训练 3 图 7 是根据某次

9、实验记录数据画出的 UI 图象，下列关于这个图象的说法中正 确的是( )图 7 A纵轴截距表示待测电源的电动势，即 E3.0 V B横轴截距表示短路电流，即 I短0.6 AC根据 rE/I短，计算出待测电源内电阻为 5 D根据 r|，计算出待测电源内电阻为 1 UI 【即学即练】 1关于电动势，下列说法正确的是( ) A电源电动势等于电源正负极之间的电势差 B用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值 C电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D电动势有方向，因此电动势是矢量 2电动势为 2 V 的电池在电路上输出 1 A 的电流，

10、可以判定( ) A内、外电阻相差 2 B外电阻是 2 C内电阻是 2 D内、外电阻之和是 2 图 8 3如图 8 所示为某一电源的 UI 曲线，由图可知( ) A电源电动势为 2 VB电源内电阻为 13 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 4. 如图 9 所示的电路中，电阻 R10 .当开关 S 断开时，电压表示数为 6 V当开关 S 闭合 时，电压表示数为 5.46 V，则电源的内阻为多少？图 9参考答案 课前自主学习 一、 1外电路 内电路 外电路 外电阻 内电路 内电阻 r 2不接用电器时电源正负两极间的电压 E 伏特 二、 1EU外U内 2.

11、EIRIr3正 反 ERr 三、1.外电压3. E 减小 增大 减小ERr 四、电动势 内阻 闭合电路的欧姆定律 计算 作图 核心知识探究 一、 问题情境 1用导线把电源、用电器连成的一个电流的通路，就是闭合电路；电源外部的电路叫外电 路，电源内部的电路叫内电路；外电路上的电阻叫外电阻，用 R 表示，内电路上的电阻即电 源的电阻称为内电阻，用 r 表示 2物理学用电动势这个物理量来描述电源的特性 要点提炼 2正、负极 3.E 伏特 二、 问题情境 1在外电路中电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方向电势是下降的 2电源内部电流由低电势流向高电势 3V1的示数等于电源电动势 4EU内U外 要

12、点提炼 1U内 U外 U内 U外2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 ERr 问题延伸 UEIr. 三、 问题情境 1电路中，消耗电能的元件常常称为负载2当外电阻 R 增大时，根据 I可知，总电流 I 减小(E 和 r 为定值)；内电压 Ir 减小，ERr 根据 U外EIr 可知，路端电压 U外增大 要点提炼 1增大 减小来源:高.考.资.源.网 2电动势 短路电流 内阻的相反数3电源电动势 Er 四、 问题情境1原理是闭合电路的欧姆定律，电路图如图所示 2方法一：计算法；方法二：作图法 3I 为横轴，U 为纵轴；与横轴交点表示短路电流 I短，与纵轴交点表示电源

13、电动势，图线 斜率的大小表示电源的内阻 r. 问题延伸甲 1能 原理式为 EIRIr，电路图如图甲所示 处理数据的方法：计算法 Error!图象法：根据 R Er 可画出 R 图象1I1I乙2能 原理式为 EU r 电路图如图乙所示UR 处理数据的方法：计算法Error!图象法：由 ，可画出 图象1U1ErE1R1U1R 解题方法探究 例 1 2 V 1 解析 当 S 闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1EI1r 即 E1.60.4r当 S 断开时，只有 R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U2EI2r 即 E(1.60.1)(0.40.1)r由得：E2 V，r1 .变式

14、训练 1 2 V 0.5 例 2 B R2减小，R总减小，I 增大，Ir 增大，路端电压即 U 减小，I(rR3)增大，R1、R2两端并联电压减小，I1减小，I2增大，B 正确变式训练 2 B 例 3 AC 在路端电压与总电流的 UI 关系图线中，图线在 U 轴上的截距表示电动势 E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见 EAEB，rArB.图中两直线的交点坐标为(I1，U1)，由 R 可知，路端电压都为 U1时，它们的外电阻相等由 UIr 可知，电流都是 I1时，UI因 r 不等，两电源内电压不等所以选项 A、C 正确变式训练 3 AD即学即练 1B 2.D 3AD 由 UI 图知，电源的电动势 E2 V，r| 0.2 .当 U1 V 时，IUI1.26 A5 AEUr210.2 41 解析 当 S 断开时，R外，EU外6 V；S 闭合时，U外IR，I A0.546 5.461