12.2 闭合电路欧姆定律（第二课时）（导学案）【含答案解析】- 高二物理（人教版2019必修第三册）.docxVIP

第2节闭合电路欧姆定律（第二课时）

导学案

【学习目标】

1、理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。

2、能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。

3、知道欧姆表测量电阻的原理。

4、了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。

【学习重难点】

学习重点：

1、路端电压与负载的关系。

2、电源的输出功率与负载的关系。

学习难点：电路的动态分析。

【知识回顾】

1、电动势的定义式是：E=W

2、闭合电路欧姆定律的数学表达式是：I=ER+r或E=IR+Ir。其中，U外=IR是外电路上总的电势降落；U内=I

3、功率的计算式为P=UI。焦耳定律的数学表达式为Q

4、串联电路中，用电器两端的电压、电功率均与各用电器的电阻成正比；并联电路中，通过各支路的电流、各支路的电功率均与电阻成反比。

【自主预习】

1、外电路的电势降落叫路端电压，计算式是：U=

2、断路时，外电阻R→∞，电路中的电流I＝0，路端电压U路＝E。短路时，外电阻R＝0，电路中的电流I＝E/r，路端电压U路＝0。3、在电源的U-I图中，纵轴截距表示电源电动势E，横轴截距表示短路电流I短=Er，

4、电源的总功率：P总=EI，输出功率：P

【课堂探究】

第一部分路端电压与负载的关系

思考1：IR和Ir

U外=IR是外电路上总的电势降落；

外电路中的用电器叫负载，外电路的电势降落叫路端电压。

由E=U外+

思考2：为什么多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗？

并联多个灯泡，外电路电阻会“越并越小”。

由I=

再根据U=

【视频】研究路端电压与负载的关系。

思考3：路端电压与负载（外电路电阻）的关系是怎样的？

U路=IR

断路时，R→∞，I＝0，U路＝E

短路时，R＝0，I＝E/r，U路＝0

思考5：路端电压U随电流I变化的图像是怎样的？物理意义是什么？

函数表达式：U

在纵轴上的截距表示电源的电动势E。

在横轴上的截距表示电源的短路电流I短

图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。

思考6：在如图所示的U-I图像中，①a、b各自表示谁的U-I图像？②a、b的斜率各自什么？③a与纵轴的交点坐标表示什么？④a、b的交点坐标表示什么？⑤交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示什么？

①a为电源的U-I图像，b为外电阻的U-I图像。

②a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率表示外电阻的大小。

③a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势。

④两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压。

⑤交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率。

思考7：在如图所示的I-R图像中，电源的输出电流与外电路电阻关系？

I=ER+r思考8：在如图所示的U-R图像中，电源的

U=RER+r第二

思考1：如图所示，电源提供的功率、电源的输出功率、电源内阻上的热功率、供电效率各是多少？

电源提供的功率：P

电源的输出功率：P

电源内阻上的热功率：P

供电效率：η

思考2：对纯电阻电路，电源的效率是怎样的？

η=I2R

思考3：电源的输出功率有哪些计算方法？

P出=P-P内=EI-I2r=U外I

当R＝r时，P

由此，P-R图像为：

当R＝r时，电源输出功率最大，但效率只有百分之五十。

第三部分闭合电路的动态分析

动态电路分析的两种常用方法：

1、程序法：

2、极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。

常用结论：“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。

思考1：在闭合电路总，如果某一个电阻增大或减小，则电路的总电阻会怎样变化？该电阻两端的电压会怎样变化？

在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。

思考2：在分析电路时，理想电压表、理想电流表可以看做什么？

理想电压表可认为是断路，理想电流表可认为是短路。

【自我测评】

1．（2022上·湖南长沙·高二雅礼中学校考期中）图1为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图。实验中测得多组电压和电流值，通过描点作图得到如图2的U-I图线。下列判断正确的是（）

A．电源的电动势

B．电源的内阻

C．当电压为1.4V时，外电路电阻阻值

D．当电流为0.2A时，电源内电压

【答案】AC

【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得

由此可知