高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律导学案及答案
展开【知识要点】
1、电动势是表征电源特性的物理量,等于
的电压,电动势用符号E表示。电动势的单位和电压的单位相同,也是伏特(V)
2、闭合电路欧姆定律:
(1)外电路、内电路
(2)外电阻、内电阻
(3)电源内部电势升高的数值与电路中电势降落的关系:
(4)定律内容:闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
表达式:I=
注意:该式仅适用于纯电阻电路。
3、路端电压跟负载的关系:
(1)路端电压:外电路的电势降落,也就是
,通常叫路端电压。
(2)实验:结论
U
I
Im
E
O
(3)分析:由 可得U=E-Ir,式中Ir是电源内阻上的电势降落,此式可用如图象表示。(即闭合电路的U-I图象)
= 1 \* GB3 ①图中表示出电流I时,路端电压为IR,内阻电势降为Ir
= 2 \* GB3 ②图线斜率大小表示
= 3 \* GB3 ③图中Im表示外电阻等于零(即短路)时,回路中的最大电流,即Im=
= 4 \* GB3 ④图线与纵坐标轴交点表示外电路断开情况,其值为
4、闭合电路中的功率
电源路端电压U=E-Ir得UI=EI-I2r式中:
(1)电源向外电路输出的功率,简称电源的输出功率。P输出=UI
(2)电源上消耗的功率,也叫电源损耗的功率。P内=I2r
(3)电源提供的电能即电源的功率P总=EI,可见电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分消耗在外电路中。
【案例分析】
1.电源的电动势为2.0V,外电阻为9.0Ω时,路端电压为1.8V,求电源的内电阻。
S
E,r
R1
R2
3.在如图所示的电路中,R1=14Ω,R2=9Ω。当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1=0.2A;当开关S切换到位置2时,电流表的示数为I2=0.3A。求电源的电动势E和内阻r
【课后作业】
1.铅蓄电池的电动势为2伏。这表示( )
A、电源两极间电压是2V
B、电源内电压为2V
C、铅蓄电池没有接入电路时两极间的电压是2V
D、把化学能转化为电能的本领比一节干电池大
2.若用E表示电动势,U表示外电压,U’表示内电压,R表示外电路总电阻,r表示电源内电阻,I表示电流强度,则下列各式中正确的是( )
A、U’=IR B、U’=E –U
C、U=E+Ir D、U=RE/(R+r)
3.电动势为3V的电池,在电路中输出3A的电流,由此可以知道( )
A、内外电阻相差1Ω
B、外电阻为1Ω
C、内外电阻之和为1Ω
D、内电阻为1Ω
4.如图所示电路中,r是电源内阻,R1和R2是外电阻。如果Pr、P1、P2分别表示r、R1、R2上消耗的功率,当r=R1=R2/2时,Pr:P1:P2等于( )
A、2:1:1 B、4:1:2
C、9:4:2 D、18:8:1
E,r
R1
R2
5.许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板的开路电压是600μV,短路电流是30μA。求这块电池板的内阻。
6.电源的电动势为4.5V,内阻为0.5Ω,外电路的电阻为4.0Ω,路端电压是多大?如果在外电路上并联一个6.0Ω的电阻,路端电压又是多大?如果6.0Ω的电阻不是并联而是串联在外电路中,路端电压又是多大?
7.有10个相同的铅蓄电池每个蓄电池的电动势为2.0V,内阻为0.04Ω。把这些蓄电池串联起来组成电池组,外电路的电阻为3.6Ω。求电路中的电流和电池组两端的电压。
8.在如图所示的电路中,电源是用4节电池连成的串联电池组,每节电池的电动势为1.5V,内阻为1Ω。R1=8Ω、R2=8Ω、R3=4Ω。求R1、R2、R3上的电流分别为多少。
S
R1
R2
R3
R
S
E,r
例1、在如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R的阻值为0~50 Ω,当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是( )
A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
2、三、课后作业
2.如图所示电路中,R1=0.8Ω,R3=6Ω,滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω,电源电动势E=6 V,内阻r=0.2Ω,当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时,闭合开关S,电路中的电流表和电压表的读数各是多少?
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