7闭合电路的欧姆定律课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.能运用闭合电路欧姆定律分析、解决闭合电路的有关问题。2.明确路端电压与外电阻、电流的关系,会解决闭合电路的动态分析问题。3.能解决闭合电路中的功率问题。重点:1.对闭合电路欧姆定律的理解和应用。2.路端电压与外电阻、电流的关系。3.求解闭合电路的功率问题。难点:1.对路端电压与外电阻、电流关系图象的理解。2.闭合电路的动态分析问题。预习导引1.闭合电路的欧姆定律(1)闭合电路组成①外电路:电源外部的电路,在外电路中,沿电流方向电势降低。②内电路:电源内部的电路,在内电路中,沿电流方向电势升高。(2)闭合电路中的能量转化如图所示,电路中电流为I,在时间t内,非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式能的总和,即EIt=I2Rt+I2rt。(3)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=𝐸𝑅+𝑟。③适用范围:纯电阻电路。④常用的变形公式及适用范围:E=U外+U内或U=E-Ir。预习交流1用电压表接在电源两极间测得的电压是电源的内电压还是电源的电动势?答案:电压表的示数指的是路端电压,而不是内电压,通过这种方式无法测量内电压;也不是电源的电动势,由于电源有内阻,所以电压表的示数要小于电源电动势的值。2.路端电压与负载的关系(1)路端电压与电流的关系①公式:U=E-Ir。②图象(UI图象):如图所示,是一条倾斜的直线,该线与纵轴交点的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示内阻。(2)路端电压随外电阻的变化规律①外电阻R增大时,电流I减小,外电压U增大,当R增大到无限大(断路)时,I=0,U=E。②外电阻R减小时,电流I增大,外电压U减小,当R减小到零时,I=𝐸𝑟,U=0。预习交流2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,你会发现灯泡变暗,而关掉空调后灯又会马上亮起来,这是为什么呢?答案:当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的,其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,干路上就会有较大的电压降,造成用户用电器两端的电压变低,所以灯泡亮度也就变暗了。课堂合作探究问题导学一、闭合电路欧姆定律活动与探究1用电压表分别测量新干电池和旧干电池两极的电压(近似等于电动势),你有什么发现?若将新干电池和旧干电池分别对同一规格的小灯泡供电,灯泡的亮度有何不同?怎样解释这一现象?1.闭合电路由哪两部分组成?答案:内电路和外电路。2.推导:闭合电路的欧姆定律。答案:设电源的电动势为E,外电路(纯电阻电路)电阻为R,内电路电阻为r,闭合电路的电流为I。在时间t内,外电路中电能转化成的内能为Q外=I2Rt;内电路中电能转化成的内能为Q内=I2rt;非静电力做的功为W=Eq=EIt(在数值上等于电源转化的总电能)。根据能量守恒定律,有W=Q外+Q内,所以EIt=I2Rt+I2rt,整理后得到E=IR+Ir,即I=𝐸𝑅+𝑟。迁移与应用1在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r。L1、L2是两个小灯泡,闭合开关S后,两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,会出现()A.L1变暗,L2变暗B.L1变亮,L2变暗C.L1变亮,L2变亮D.L1变暗,L2变亮答案:D解析:滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,线路中总电阻变大,总电流减小,所以L1变暗,L2两端的电压增大,所以L2变亮。1.路端电压U与外电阻R之间的关系(1)当外电阻R增大时,根据I=𝐸𝑅+𝑟可知,电流I减小(E和r为定值),内电压Ir减小,根据U=E-Ir可知路端电压U增大。(2)当外电阻R减小时,根据I=𝐸𝑅+𝑟可知,电流I增大,内电压Ir增大,根据U=E-Ir可知路端电压U减小,如图所示。2.电路动态分析的基本思路和基本步骤(1)电路分析的基本思路:“局部→整体→局部”。即:R局增大减小→R总增大减小→I总减小增大→U增大减小→ቊ𝐼局𝑈局(2)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由局部电路中电阻的变化确定外电路总电阻的变化。③根据I=𝐸𝑅+𝑟判断闭合电路中总电流的变化情况。④根据U=E-Ir判断外电压的变化情况。⑤依据串、并联电路的特点判断局部的电流或电压的变化。注意:(1)理想电流表可以认为是...
