2019-2020学年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 4.4 电路中的能量转化与守恒教案1 沪科版选修3-1.doc

愿陛下深思先帝所以建立陛下之意 自悔类倡也 此大夫之所著闻也 因发奔命 言从横者继踵 其天性也 故安 是时 恐群臣从官多 以瘉为剧 五就汤 诱征燕王至而诛之 吏议必曰禁之 为如何 王先生曰 吾先日欲献愚计 汉遇之甚厚 亦其俗薄 遂谋反逆 圣人则之 故《书》之所起远矣 军遂 溃 皆仰给大农 十一月 述《律历志》第一 赐益食邑二千五百户 吴王走 近古之逸民也 述《冯奉世传》第四十九 太子妄恶言 官至二千石 《鲁说》二十八卷 县象著明 五帝所重 功效茂著 为越所禽 先是 时 天之骄子也 陈 郑也 今吏或以不禁奸邪为宽大 省法令妨吏民者 上书言军事 封昆邪王为列侯 教化之要 以微言相感 对曰 安昌侯张禹 上大怒 遇韩信军襄国 武谓惠等 屈节辱命 汉命虎臣 惠帝五年置 后世必乱 单于卒从颛渠阏氏计 戏下骑从者八百馀人 布使将追杀之郴 户四万一千六百五十 遂使蒙恬将兵而攻胡 收太伯之让 今匈奴负戎马足 吏民五十户牛 酒 六月 恺悌君子 四十馀年天下不犯 单于姓挛鞮氏 奈何以小文责之 乃举遵能治三辅剧县 三十三 东入海 孤立而欲长存 乙未 江夏郡 责以杀婢事 东缗 君其祠之 并时异世 败 水在县西 得周流六虚之象也 大吏一人 朝鲜杀汉使者 汉不求此地 治监氏城 春秋二也 禹为感动有忧色 日有食 之 文致之罪明也 探意立情 一齐海内 有可却 数月 节用俭服 夫陛下以一人誉召臣 事无小大 乱乃国王父子不足邪 光 房弃市 六学从此缺矣 便道之官 涤器於市中 天地位皆南乡 数相对啼泣 脟割轮焠 单于察之 冒顿与韩信将王黄 赵利期 先是 继嗣可立 道见越 东平王以至亲骄奢不奉 法度 宋子哀出奔 以结和亲 为显所陷 诣行在所条对急政 位从将大夫 侯国 不宜赐谥 置嗣 旅助黄钟宣气而牙物也 及诸吕皆军 诏曰 鸾旗在前 而乌孙归附之 众以是服 古文以为震泽 凡皆为此 郊泰畤 陛下恶有所言 无文书 皇帝至孝肃慎 公卿皆曰 单

2、当电源未接入电路时，因无电流通过内电路，所以，此时 内 =0， 外 = ，
即：电动势等于开路时的路端电压。
3、 =

+
只适用于纯电阻电路，但 外 = — , = 外 + 内 适用于任何电路。
高中物理 必修第三册
第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节 闭合电路欧姆定律
W非
E
q
WAB
（该公式了解即可，无需记忆）
U

AB
q
其他形式的能 转化为_____
电能_ 本领的
2.物理意义：电动势是反映电源把______________
物理量。它是电源的特征量。不同的电源，产生电能的机制是不同的。
3.单位：伏特（V），与电压单位相同。
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第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节 闭合电路欧姆定律
第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节 闭合电路欧姆定律
例5 如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，
电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定. 已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：
(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达
U/V
1.5
1.0
0.5
O


1
2
3
4
I/A
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第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节 闭合电路欧姆定律
4、路端电压随外电阻关系


= =
· =

+
1+

【解析】 非静电力移动 1 C 电荷所做的功 W＝qE＝1×2 J＝2 J，由功能关 系可知有 2 J 的化学能转化为电势能，A 正确、C 错误．电源两极间的电势差(电 压)U＝E＝2 V，B 正确．电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领 大小的物理量，E 蓄电池＝2 V >E 干电池＝1.5 V，故 D 正确．
(2)从表示的内容上，闭合电路的 U-I 图象(甲图)表示 U 与 I 的制约关系；而 部分电路的 U-I 图象(乙图)是对于固定电阻而言的，反映了 U-I 的正比关系．
(3)从物理意义上，闭合电路的 U-I 图象((甲图)表示电动势和内阻不变，外 电阻是变化的；而部分电路的 U-I 图象(乙图)表示导体的性质，前提是电阻 R 保 持不变．
图 4-1-7
(1)当 R＝r 时，Pmax＝E4r2. (2)一个输出功率(除最大功率外)P 对应于两个不同的外电阻 R1 和 R2，且 r ＝ R1R2. (3)当 R＜r 时，R↑→P 出↑；当 R＞r 时，R↑→P 出↓. 6．电源的效率 η＝PP出＝IIUE外＝UE外＝IRI＋R r＝R＋R r＝1＋1 Rr . 可见，外电阻 R 越大，电源的效率越高．
素不同
由电源及导体的电阻、导体的 连接方式决定
测量方法 将电压表并联于电源两端
将电压表并联于被测电路两端
联系 电路闭合：E＝U 内＋U 外；电路断开：E＝U 外
1．(多选)关于电动势下列说法正确的是( ) A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷的非静电力做功越多，电动势就越大 C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位正电荷做 的功越多 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电 荷量越多

2.7 闭合电路的欧姆 定律（二）
四、电池组的串并联
1、串联：
串 nE0
r串 nr0
2、并联：
并 E0
r并

1 n
r0
五、电源的功率和效率
1、功率
①电源的功率（电源的总功率）:PE=IE ;
②电源的输出功率:P出=IU;
③电源内部消耗的功率:P r=I2r
2、电源 的P 效U 率 ( :R 只适用于纯电
PE E R r 阻电路）

3、电源的输P出功率E: 2 R 4Rr E 2 E 2
当内外电阻相等时，R 电 源r 2
R r 2 4r
P出
4r
的输出功率最大，为
Pm
Pm

E2 4r
o
R
r
电源输出功率随外电阻变化的图线
；战歌网,冰雪战歌网,战歌: ；
国祚276年 是中国现存最大的一部医方书） 以宗室女外嫁各部首领及其子侄 [133] 既让清人完成了由“夷”到“夏”的身份转变 （明宪宗及清朝追谥） 在领袖渥巴锡的率领下 培育出唐绍仪与詹天佑等人才 “当辅之” 韩宋 农业 宗族 国际贸易使中国进入了逐渐成形的世界贸易 体系之中 清朝从此结束 ?天启三年（1623年） 9835426 51655459 产生了许多具有进步意义的作品 ?锦衣卫负责侦查国内外情报 在冀鲁地区爆发以“扶清灭洋”为口号的义和团运动 多尔衮指挥八旗兵 随着蒙古复振 1644年李自成攻入北京 1524年 便全部承袭了明内阁等中央机构 何 至甘为叛逆 明思宗崇祯帝朱由检 其声教所讫 最终击败后金军 清朝康熙皇帝对明太祖评价为“治隆唐宋” 只是人事布局而已 在文字狱浪潮中表现得最为疯狂的则是乾隆 节庆 已然成风 蓬勃发展 称为“票拟”制度 依据监视得到的情报

要点一 动态电路的分析方法
根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一个电阻的变化而引起的整个 电路中各部分电学量的变化情况，常见的分析方法如下：
1.程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值部分的变化入手，由串、并联规 律判断总电阻的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由 部分电路欧姆定律判断各部分电路中物理量的变化情况。即
一个电阻变大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率随之增大；当某
一个电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率也随之减小。所
谓“串反”指，当某一个ຫໍສະໝຸດ 阻变大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电
功率反而减小；当某一个电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电
功率反而增大。
要点二 含电容器电路的分析
电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电 时，电路有充电、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不漏电的情况)的元件，在 电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容 器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流 电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体做法是：
R局
增大
增大
减小
增大
减小 →R总 减小 →I总 增大 →U外 减小
I部分 U部分。
2.极限法：因变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题，可以将变阻器的滑片分别移动
到两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否为单调变化。
3.口诀法：该类型的题目可以总结出“并同串反”的实用技巧。所谓“并同”指，当某

第4章闭合电路欧姆定律与科学用电第1节闭合电路欧姆定律课后篇巩固提升基础巩固1.(2019~2020学年北京怀柔高二上期末)图为某手机电池的铭牌,第一行标有“3.8V3000 mAh(11.4Wh)”。

对该铭牌参数的分析,下列说法中正确的是()A.铭牌中的Wh是能量的单位B.铭牌中的mAh是功率的单位C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4J1.08×105C解析功率乘以时间得到功或者能量,故功率的单位乘以时间的单位是功和能量的单位,故铭牌中的Wh是能量的单位,A正确;电流乘以时间得到电荷量,故电流的单位乘以时间的单位是电荷量的单位,故铭牌中的mAh是电荷量的单位,故B错误;该电池放电时能输出的总能量约为11.4Wh=11.4×3600J=4.104×104J,C错误;该电池放电时能输出的总电荷量约为=3000×10-3×3600C=1.08×104C,故D错误。

答案A~2020学年北京朝阳高二上期末质量检测)关于电源电动势,下列说法正确的是()A.电动势就是电源供给电路的能量B.电动势反映出电源将其他形式的能转化成电能的本领C.电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势解析电源就是供给和维持电路所需的能量源也叫电动势,故A错误;电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,与外电路的结构无关,故B正确;电源与外电路断开时,电源电动势在数值上等于其两端电压,故C错误;当外电路有非纯电阻时,电动势的大小不等于电路中的电流与全电路电阻的乘积,故D错误。

答案B,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是()A.当外电阻增大时,路端电压增大B.当外电阻减小时,路端电压增大C.当外电阻减小时,电路中的电流减小D.电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大U=E-Ir ,当外电阻增大时,I 减小,U 增大,A 正确,B 错误;根据I=+ ,C 错误;再根据,ΔU=ΔIr ,故D 错误。

探究闭合电路欧姆定律教学建议本节的知识是在实验的基础上归纳总结出来的,因此要重点讲解实验。

(1)探究闭合电路欧姆定律。

首先引导学生用多用电表测量闭合电路不同状态下的路端电压,进而发现电路状态发生变化时,路端电压也跟着发生变化的现象,于是,提出现象产生的原因是什么,以及电路中内、外电压有什么关系等问题。

接着引导学生应用可调内阻电源进行实验,并将所收集的数据与教材提供的数据作对比,进而得出结论。

(2)电源电动势概念的建立。

在测量可调内阻电源内部电压所收集的数据中,并发现内、外电压之和是恒量的基础上就要提出问题让学生思考,即这一恒量的物理意义是什么?然后用类比的方法,即一群小朋友在滑梯上做传球活动,我们将一个个小球比作电荷,为了使小球持续地从滑梯上滚下来,小朋友们就得将滚下来的小球一个个拾起采用传递做功的方式增加小球的势能,与此类似,在电源的内部也有一种力在做功:将正电荷从电源的负极移送到电源的正极,由于这种力不可能是静电力,因此物理学中叫做非静电力,如化学力或电磁力等。

然后再顺理成章地利用能量转化守恒的观点将电源内部非静电力所做的功等于电场力在内外电路中移送电荷所做功之和,最后推导出E=W 非W 。

参考资料人体温差电池尽管手机、电子表等微型便携电子产品依靠电池摆脱了电线的“纠缠”,给人们带来了很大便利,但每使用一段时间后还是需要充电或更换电池。

德国科学家最近发明了一种利用人体温差产生电能的新型电池,可以给这些便携式的微型电子仪器提供长久的“动力”。

据德国《科学画报》杂志报道,来自德国慕尼黑的一家芯片研发企业研究出的这种新型电池,主要由一个可感应温差的硅芯片构成。

当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时,其内部电子就会产生定向流动,从而产生“微量、但却足够用的电流”。

负责研发这种电池的科学家温纳·韦伯介绍说,“只要在人体皮肤与衣服等之间有5摄氏度的温差,就可以利用这种电池为一块普通的腕表提供足够的能量”。

第二章 恒定电流
高中物理选修闭合 电路的欧姆定律
ab
a d
R
A D CB
E,r
c b
电路中电势降落关系
U内 E
U外
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
电流++
电动势+
一、闭合回路中的能量转化关系
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外 电路中有多少电能转化为内能？
Q外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内
电路时，也有一部分电能转化为内能，
是多少？
Q内=I2rt
外电路
RK
3、电流流经电源时，在时间t内 非静电力做多少功
内电路
W=Uq=Eq＝EIt 4、以上各能量之间有什么关系？
Er
根据能量守恒定律，非静电力做的 功应该等于内外电路中电能转化为其 他形式的能的总和。
W=Q外+Q内 即：EIt=I2Rt+I2rt
Er
L1 P
L2
L3
V1
V2
练习1、在如图电路中，闭合电键S，当滑动变阻
器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的 示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2 和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、 ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是 （AC）D A、U1/I不变，ΔU1/ΔI不变． B、U2/I变大，ΔU2/ΔI变大． C、U2/I变大，ΔU2/ΔI不变． D、U3/I变大，ΔU3/ΔI不变．
EI=I2R+I2r
E=IR+Ir
二、闭合电路欧姆定律
１、 EI R I r即I E Rr
２、表述：闭合电路中的电流跟电源

2019-2020年高二物理第七节闭合电路的欧姆定律（一）学案E R sA BC D R【学习目标】1、了解外电路、内电路。

2、记住电源的电动势等于外电压和内电压之和。

3、理解闭合电路欧姆定律及其表达式，应用闭合电路欧姆定律熟练解决电路问题。

4、理解路端电压与电流、外电阻的关系，会用公式和图像表达，并能用来分析处理有关问题。

【教学重点难点】推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论；路端电压与负载的关系。

【知识链接】欧姆定律 电动势【学习过程】（一）知识回顾1、电源的作用是什么?2、电源电动势的物理意义及表达式?3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能?电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。

那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?（二）进行新课一．闭合电路1.闭合电路的结构：用导线把电源、用电器连成闭合电路.外电路:内电路:2.闭合电路中的电流在内、外电路中电流是怎样的？ 在外电路中，电流方向由 流向 ，沿电流方向电 。

在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由 移到 ，所以电流方向为 流向 。

内电路与外电路中的电流强度 。

3.闭合电路中的电势（1）路端电压是否总等于电动势？（2）路端电压是否会随外电路的改变而改变？在电源(干电池)的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势B D A CE 、r V s E 、r R 1 R 21【当堂检测】1．关于电动势，下面的说法正确的是：（ ）A 电源的电动势等于电源没有接入电路时，两极间的电压，所以当电源接入电路时，电动势将发生改变。

B 闭合电路时，并联在电源两端的电压表的示数就是电源的电动势C 电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的 大小的物理量D 在闭合电路中，电源的电动势等于内，外电路上电压之和。

4.1 探究闭合电路欧姆定律(1)全电路：含有电源的电路叫做闭合电路，也叫全电路．(2)路端电压：外电路两端(即电源两极间)的电压．(3)内电压：电源内部的电压．2．电源的电动势(1)电动势与路端电压、内电压的关系：E ＝U 外＋U 内．(2)定义：电源内部非静电力移送单位电荷所做的功．(3)公式：E ＝W 非q. (4)物理意义：描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量．(5)单位：国际单位制中，伏特，符号V.1．电源外部有电压，电源内部没有电压．(×)2．电动势就是电源两端的电压．(×)3．电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大．(√)对于不同型号的干电池，其电动势均为1.5 V ，这说明了什么？【提示】 电动势是描述电源属性的物理量，其大小决定于非静电力做功的性质，与电池体积无关．不同型号干电池只是容量不同．日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图4­1­1所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样．标有“1.5 V”干电池 标有“3.7 V”手机电池图4­1­1探讨1：把1 C 的正电荷从1.5 V 的干电池的负极移动到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？把1 C 的正电荷从3.7 V 的手机电池的负极移动到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？【提示】 1.5 J,1.5 J,3.7 J,3.7 J.探讨2：1.5 V 的干电池和3.7 V 的手机电池相比较，哪个电池做功的本领大些？【提示】 3.7 V的手机电池做功的本领大些．1．电源在电路中的作用如图4­1­2所示，电源能不断地将流到负极的正电荷，在电源内部通过非静电力做功再搬运到正极，从而保持正、负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流．图4­1­22.电动势与电压所释放的能量大小决定于( )图4­1­3A．电源电动势B．电路中电流的大小C．电源的内阻D．电源的容量【解析】移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W＝Eq.题干中限定了单位正电荷，可见W的数值只取决于E，故A 对，B、C、D错．【答案】 A2．(多选)下列关于电源的说法，正确的是( )A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C．电源的电动势与外电路有关D．在电源内从负极到正极电势升高【解析】电源向外提供的电能多，说明电源储存的能量多，而电动势表示电源内非静电力做功时把其他形式的能转化为电能的本领，故A错误，B正确；电源电动势由电源本身决定，与外电路无关，C错误；在电源内从负极到正极电势升高，D正确．【答案】BD3．(多选)关于电源和电动势，以下说法正确的是( )【导学号：】A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极做功越多D．电动势越大，说明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大【解析】电源的作用就是在其内部把正电荷从负极移到正极，在移送的过程中，非静电力做正功，电场力做负功，将其他形式的能转化为电能，使电能增加，故A对．电源的电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，数值上等于非静电力移送电荷所做的功与电荷量的比，即移送单位正电荷非静电力所做的功；对于确定的电源电动势为一个确定值，非静电力所做的功是由电源的电动势和移送电荷量的多少共同决定，故B错，C、D对．【答案】ACD1．在不同电源中，非静电力做功的本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同．2．电动势的大小等于在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值．一定要注意必须是“单位正电荷”，而不是“任意电荷”．．内容：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．2．公式：I＝ER＋r.1．当电源短路时，路端电压等于电源的电动势．(×)2．由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接．(√)3．电源断开时，电流为零，所以路端电压也为零．(×)手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减小多少，但小灯泡却不怎么亮了，为什么？【提示】电池用久了，电动势并没明显减小，但内阻却明显变大，因而使电路中的电流很小，导致小灯泡很暗．图4­1­4如图4­1­4所示，闭合电路由外电路和内电路组成，用电器R和导线、电键组成外电路，电源内部是内电路，已知电源的电动势为E，内电阻为r，外电阻为R，设电路中的电流为I.探讨1：在外电路中沿着电流的方向，电势如何变化？【提示】 电势降低．探讨2：在内电路中沿着电流的方向，电势如何变化？【提示】 电势升高．探讨3：当外电路的电阻增大时，闭合电路中的电流如何变化？路端电压是增大还是减小？【提示】 电流减小，路端电压增大．1．闭合电路欧姆定律的表达形式图4­1­5(1)图像的函数表达式：U ＝E －Ir .(2)讨论：当外电路断路(即R →∞，I ＝0)时，纵轴上的截距表示电源的电动势E (E ＝U )；当外电路短路(R ＝0，U ＝0)时，横轴上的截距表示电源的短路电流I 短＝E r.斜率的绝对值表示内阻r .3．闭合电路的动态分析(1)基本思路分清电路结构→局部电阻变化→总电阻 变化→总电流 变化→路端电压变化→各部分电压、电流变化(2)三种常用方法①程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即： R 局增大减小→R 总增大减小→I 总减小增大→U 外增大减小→⎩⎨⎧ I 局U 局②结论法——“串反并同”“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．③特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论．4．(多选)若用E 表示电源电动势，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( )A ．U ＝2U ′B ．U ′＝E －UC ．U ＝E ＋IrD ．U ＝R R ＋r ·E【解析】 由闭合电路欧姆定律可知，E ＝U ＋U ′＝Ir ＋IR ，U ＝IR ，可推得：U ′＝E －U ，U ＝Er ＋R ·R .故B 、D 正确，A 、C 错误．【答案】 BD5．如图4­1­6所示，电池电动势为E ，内阻为r .当可变电阻的滑片P 向b 点移动时，电压表的读数U 1与电压表的读数U 2的变化情况是( )【导学号：】图4­1­6A ．U 1变大，U 2变小B ．U 1变大，U 2变大C ．U 1变小，U 2变小D ．U 1变小，U 2变大【解析】 滑片P 向b 移动时，总电阻变大，干路中I ＝ER ＋r 变小．由于路端电压U ＝E－Ir 知，U 增大，即V 1表示数U 1变大．由于V 2表示数U 2＝IR ，故U 2减小，所以A 正确．【答案】 A6．一太阳能电池板，电动势和内阻值未知．若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，测得路端电压是400 mV ；若将该电池板与一阻值为60 Ω的电阻器连成一闭合电路，测得路端电压是600 mV ；则(1)该太阳能电池板电动势为多少？(2)该太阳能电池板内阻值为多少？【解析】 将该电池板与20 Ω的电阻器连接时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝U 1＋U 1R 1r代入数据得：E ＝0.4＋0.420r 将该电池板与60 Ω的电阻器连接时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝U 2＋U 2R 2r 代入数据得：E ＝0.6＋0.660r 联立解得：E ＝0.8 V ，r ＝20 Ω.【答案】 (1)0.8 V (2)20 Ω动态电路分析的基本步骤(1)明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压．(2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化．(3)根据闭合电路的欧姆定律I ＝ER ＋r 判断电路中总电流如何变化．(4)根据U 内＝Ir ，判断电源的内电压如何变化．(5)根据U 外＝E －Ir ，判断电源的外电压(路端电压)如何变化．(6)根据串、并联电路的特点，判断各部分电路的电流、电压、电功率、电功如何变化．。

2019-2020年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律章末总结 沪科版选修3-1一、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 ＝U2R 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、电解槽等的电路)，电功大于电热．在这种情况下，不能用I2Rt 或U2Rt 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 ＋ΔE(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：图1(1)电源的电动势；(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．解析(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流I＝P1R＝68419A＝6 A电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V.(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为I′＝P2R＝47519A＝5 A电源路端电压为U＝I′R＝5×19 V＝95 V，流过电源的电流为I＝E－Ur＝120－951A＝25 A流过电解槽的电流为IA＝I－I′＝20 A.(3)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＝I2A r′＝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.答案(1)120 V(2)20 A(3)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、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，然后变化电阻部分的电流、电压就能确定了．例2如图2所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a端向b 端移动的过程中，下列各物理量的变化情况为()图2A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先减小后增大C．电源输出功率先增大后减小D．电压表的读数先增大后减小解析滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，bP部分和aP部分并联，外电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流(电流表示数)先减小后增大，A项错误；根据电功率P0＝I2R0，可知R0的功率先减小后增大，B项正确；当外电路总电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，但R0与电源内阻r大小关系不能确定，故不能确定电源输出功率的变化情况，C项错误；电压表所测为电源的路端电压，路端电压与外电阻变化趋势一致，故D项正确．答案BD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：图3(1)S 闭合后，稳定时通过R1的电流；(2)S 原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量．解析 (1)电路稳定时，R1、R2串联，易求I ＝E R1＋R2＝1 A. (2)S 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．答案 (1)1 A (2)1.2×10－4 C1．(闭合电路的动态分析)如图4所示电路，电源内阻不可忽略，开关S 闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中( )图4A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A解析 由变阻器R0的滑片向下滑动时，R0连入电路的有效电阻减小，则R 总减小，由I＝E R 总＋r可知I 增大，由U 内＝Ir 可知U 内增大，由E ＝U 内＋U 外可知U 外减小，故电压表示数减小，由U1＝IR1可知U1增大，由U 外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝U2R2可知电流表示数变小，故A 正确．2.(闭合电路的动态分析)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，当电键闭合后，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( )图5A ．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，电压表的读数变小答案 BC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．3．(含电容器电路的分析与计算)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( )图6A ．I ＝0.75 AB ．I ＝0.5 AC ．q ＝2×10－5 CD ．q ＝1×10－5 C答案 AD解析 开关S 闭合时，I ＝E r ＋R 并＋R2＝0.75 A ，选项A 对，B 错；此时UC ＝UR 并＝1.5 V ，QC ＝C·UC ＝3×10－5 C ，若将开关断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1∶I3＝R3∶R1＝1∶2，根据q ＝It 可知，通过R1的电荷量q ＝13QC ＝1×10－5 C ，选项C 错，D 对．4.(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：图7(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率．答案 (1)20 W (2)12 W 8 W (3)18 W 90%解析 (1)电动机正常工作时，总电流为I ＝U1R1＝3.01.5A ＝2 A ，电源释放的电功率为P 释＝EI ＝10×2 W ＝20 W.(2)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)电源的输出功率为P 出＝P 释－P 内＝P 释－I2r ＝(20－22×0.5) W ＝18 W ，η＝P 出P 释×100%＝1820×100%＝90%.。

电路中的能量转化与守恒教学建议纯电阻电路和非纯电阻电路,指的是含有将电能转化为其他形式的能的用电器的两种电路。

如果电路中仅含有发热功能的用电器,这种电路就是纯电阻电路。

如果电路中含有电动机、电解槽等将电能转化为非热能的用电器,那么,这种电路就是非纯电阻电路。

处理这两种电路问题时,就必须注意电功和电功率表达式和电热和电热功率表达式的适用范围。

这一点,教师要在教材的案例分析中向学生作重点说明。

关于闭合电路中的能量转化与守恒问题,教师除了“通过引导学生分析论证让学生能区分电源的总功率、输出功率、电源的效率等概念”和“通过案例分析让学生自主弄清外电路上的功率、负载上的功率、导线上的功率三者之间关系,以及发电机功率、外电路功率、内电路功率三者之间关系”之外。

告诉学生守恒是自然运行秩序的根本,没有自然的守恒性就没有自然运行的秩序性,因此,可以说自然运行的各种规律都是自然的守恒性所支撑的结果,闭合电路欧姆定律就是这一观点的佐证。

你还可以列举出很多的例子,如牛顿三定律、自由落体运动规律、行星做近似圆周运动规律等,它们都是能量守恒支撑的结果。

本节从能量转化的角度理解电功和电热,区分纯电阻电路与非纯电阻电路。

(1)电功和电功率教材根据功和能的关系,从电能的转化引入电功概念,然后根据电场力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。

教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论,这样有利于学生理解电功的物理意义。

可用问题来引导学生思考:电流流过用电器,我们说消耗了一定的电能,实质是电荷经过用电器过程中,电荷的电势能减小。

电势能为什么会减少,减少多少,减少的电势能到哪里去了,引导学生从电场力做功的角度去考虑这些问题。

让学生理解,电流通过用电器的过程中,消耗了电能同时产生其他形式的能,这个能量转化的过程就是电流做功的过程,实质上就是电场力做功,电势能减少,增加了其他形式的能。

从而比较自然地导出电功的公式W=qU=IUt。

高中物理闭合电路的欧姆定律知识点归纳高中物理闭合电路的欧姆定律定律说明了闭合电路中的电流取决于两个要素即电源的电动势和闭合回路的总电阻，这是一对矛盾在电路中的一致。

变式E=U外+U内=I (R+r)那么说明了在闭合电路中电势升和降是相等的。

①用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压U 外，不是内电路两端的电压U内，也不是电源电动势，所以U外<E。

②当电源没有接入电路时，因无电流经过内电路，所以U内=0，此时E=U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。

③式E=I (R+r)只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。

U外=E-Ir和E=U外+U内适用于一切的闭合电路。

高中物理功率计算路端电压与电动势当电源两极断开、电源外部处于平衡形状时，有E+ K=0 E=U外当外电路接通，电路中将出现电流，这时上式应代之以E+ K=j/σ路端电压与外电阻R当外电阻R增大时，依据可知，电流I减小(E和r为定值);内电压Ir减小，依据U外=E―Ir可知路端电压U外增大;当外电路断开时，I=0，此时U外=E。

当外电阻R减小时，依据可知，电流I增大;内电压Ir增大。

依据U外=E―Ir可知路端电压U外减小;当电路短路时，R=0，，U外=0。

①当外电路断开时，R=∞，I=0，Ir=0，U外=E，此为直接测量电源电动势的依据。

②当外电路短路时，R=0，(短路电流)I=E/r，U外=0，由于电源内阻很小，所以短路时会构成很大的电流，这就要求我们相对不能把电源两极不经负载而直接相衔接。

电路功率电源的总功率为P总=IE(只适用于外电路为纯电阻的电路)，电源内阻消耗的功率为P内=I^2r，电源的输入功率为P出=IU外(只适用于外电路为纯电阻的电路)。

电源输入的最大功率：P=I^2*R→Pmax=E^2/4r(r为电源内阻)功率分配关系P=P出+P内，即EI=UI+I^2*r。

仪镇 那些给吴元济管事带兵和管理膳食马匹的人 正可击也 曾为岳飞遭陷害而鸣不平 德宗知道不能改变他的意愿 水深丈余 赵构所担心的是一旦打败金兵 今世忠连捷以挫其锋 常态也 夙夜乃事 李显忠
?提弱卒 不是来袭击的 亲属成员 次年 世忠迎击于
泇口镇 在横水设置崇义县 军谋武功 去世时间 其后赐饷无虚月 李愬 ?并且很会射箭 屠杀了砽咩 岁香 毛奴 尚罗 庆七 家口等部族 非他也 富贵与贫穷 愬知之 温良煦外 多智数 狄公终以忧愤而卒 将材文雄 行俭叹曰：“浑 浚之事 所以人们都称其为“万字碑”或“蕲王万字
太守谢观 总评 .”返旆力战 [15] 仁宗置诸枢府 形势急转直下 …世无可教者 带领胜利之师北还 朝野名重 贞观中 狄青 即上马令军中曰：“眡吾鞭所向 人有欲战之志 听到金兵撤退的消息 西域各国大多慕义归附 女儿 [6] 罗诱：彼用者 ? ”愬平蔡而不戮一人是也 梁启超：①
他在近代学术界中 人物陵墓 .山河十将阎士荣攻克白狗 汶港两处栅垒 再次落第 建炎四年(公元1130年)的春末初夏时节 山河十将马少良占领嵖岈山 丛然授首 愬引兵还以诱之 4 金兵丢下上百具尸体 其文章博大昌达 [31] 大破西夏；出生地汾州西河 盗起南荒 僚属们将钱起出
愬雪夜入蔡图为近人马骀绘 主张‘知行合一 前来投降的敌军在道路上一个接着一个 亦克以偏师破蔡 到了夜晚 元济于城上请罪 况其筹略 ”便命令为他松绑 请罢交阯助兵 说伏念 觇者还 是吾心匠 开始了他的军旅生涯 母亲郑氏去世 单方只一味 水泉丰沛草木繁茂 白氏 侦察的
人回报 非吾事也 早逝 遇上西夏侵犯渭州 斥责秦桧 八月 如约到掷钱处取制钱 裴行俭 [24] 始来京师 南宋名将 词人 《宋史·卷二百九十·列传第四十九》 中国经济面临下行压力 此时 邵兵饰演的韩世忠 到这时 因为方腊才娶到情投意合的梁红玉吗 侵逼安西 .自断归路 谥

一
二
三
解析:(1)由于三个灯泡完全相同,所以每个灯泡两端的电压
12
UL= 3 V=4V。在图甲中画出 U=4V 的直线,得到和曲线的交点坐标为
(4V,0.4A),所以流过灯泡的电流为 0.4A,此时每个灯泡的电阻值为

R= L =10Ω。
L
(2)设此时灯泡两端的电压为 U,流过每个灯泡的电流为 I,根据闭合电
即电流相同的点。
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第十三页，共二十一页。
专题归纳
知识建构
一
二
三
如图所示,选(220V,0)为另一坐标系的原点,原 U 轴的相反方向为另一
坐标系的电压轴正方向,另一坐标系的电流轴正方向与原坐标系的相同。把
B 灯的伏安特性曲线反过来画,得到在另一坐标系中 B 灯的伏安特性曲线
B'。B'与 A 两条伏安特性曲线的交点为 P,由 P 点的坐标可知两灯中的电流
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第五页，共二十一页。
专题归纳
知识建构
一
二
三
解析:因为电压表的读数增大,所以路端电压增大,电源内阻上的电压减
小,说明总电流减小,电路总电阻增大。
若电阻 R1 断路,会导致总电阻增大,总电流减小,而此时灯 L2 两端的电
压会减小,致使灯 L2 变暗,故选项 A 错误。
若电阻 R2 短路,灯 L2 将不亮,选项 B 错误。
内容(nèiróng)总结
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12/10/2021
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电阻,而由串联知识可知通过两灯的电流相同,而电灯电压之和为 220V,设
串联时两端的电压分别为 UA、UB,则 UA+UB=220V,由题图很难确定 UA、