第三节 研究闭合电路[学科素养与目标要求] 物理观念:1
理解电源的电动势及内阻的含义
了解内电路、外电路,知道电动势与内、外电压的关系
掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算.科学思维:1
会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系
会从公式和图象两个角度分析路端电压 U 与电流 I 的关系,培养用图象法表述和分析图象问题的能力. 一、闭合电路和电动势1.闭合电路的组成:(1)外电路:电源外部的电路,外电路上的电阻称为外电阻.(2)内电路:电源内部的电路,电源的电阻(或内电路上的电阻)称为内电阻.2.电动势:(1)电动势是描述电源特性的物理量.(2)大小:等于不接用电器时电源两极间的电压.(3)符号与单位:符号 E;单位:伏特;单位符号:V
二、闭合电路的欧姆定律1.实验探究(1)演示装置如图 1
图 1其中,电压表 V1示数为电源的外电压 U 外,V2示数为电源的内电压 U 内.(2)测量过程和方法①S1闭合,S、S2断开时,V1示数为电源电动势 E
②S1、S2、S 闭合,V1、V2示数分别为 U 外、U 内.(3)结论:改变滑动变阻器 R 的阻值,多测几组电压,均满足 E=U 外+U 内,而 U 外=IR,U 内=Ir,可得 E=IR + Ir
2.闭合电路的欧姆定律(1)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=
三、路端电压跟负载的关系1.路端电压的表达式:U=E - Ir
2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻 R 增大时,由 I=可知电流 I 减小,路端电压 U=E-Ir 增大.(2)当外电阻 R 减小时,由 I=可知电流 I 增大,路端电压 U=E-Ir 减小.(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流 I 变为 0,U=E,即断路时的路端电压等于电源电动势;当电源短路时,外电阻 R=0