教科版選修3-1：第二章直流電路學(xué)案6-wenkub.com
2024-12-04 22:42 本頁面
【正文】 學(xué)案 6 電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] . ， 理解內(nèi)外電路的電勢降落 . ， 并能進(jìn)行電路分析與計(jì)算 ． 一、電源電動(dòng)勢 1. 電源 ： 電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為 電勢能 的裝置 ． 2． 電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為 電勢能 的特性可以用電動(dòng)勢這個(gè)物理量來表征 ， 它等于電源未接入電路時(shí)兩極間的 電勢差 ． 二、電源的內(nèi)阻 電源 內(nèi)部電路 上的電阻叫電源的內(nèi)電 阻 ， 簡稱內(nèi)阻 ． 三、閉合電路歐姆定律 1． 當(dāng)電路中存在著電流時(shí) ， 電源電動(dòng)勢等于閉合電路總的電勢降落之和 ， 即 E＝ U＋ U′ 或E＝ U＋ Ir. 2． 閉合電路歐姆定律 ： 在外電路為純電阻的閉合電路中 ， 電流的大小跟電源的電動(dòng)勢成 正比 ， 跟內(nèi) 、 外電路的電阻之和成 反比 ， 即 I＝ ER＋ r. 3． 路端電壓與外電阻的關(guān)系 ： 當(dāng)外電阻 R 增大時(shí) ， 由 I＝ ER＋ r可知電流 I 減小 ， 因而內(nèi)阻兩端的電壓 Ir 減小 ． 由 U＝ E－ Ir 可知 ， 路端電壓 U增大 ． 相反 ， 當(dāng)外電阻 R 減小時(shí) ， 電流 I增大 ， 路端電壓 U 減小 ． 特殊情況 ： 當(dāng) 外電路斷開時(shí) ， I＝ 0， U＝ E； 當(dāng)外電路短路時(shí) ， R＝ I0＝ Er. (U－ I 圖像 )： 由 U＝ E－ Ir 可知 ， 閉合電路的路端電壓與電流關(guān)系圖像 (U－ I 圖像 )， 是一條傾斜直線 ， 如圖 1 所示 ， 該直線與 縱軸 交點(diǎn)的值表示電源電動(dòng)勢 E， 與 橫軸 交點(diǎn)的值表示電源短路時(shí)的電流值 I0， 直線的斜率反映電源內(nèi)阻r 的大小 ． 在任何情況都有 E＝ U 外 ＋ U 內(nèi) . 圖 1 一、閉合電路歐姆定律 [問題設(shè)計(jì) ] 1． 把電池、開關(guān)、電阻 R用導(dǎo)線連接組成閉合電路，仔細(xì)分析電路，閉合電路有哪幾部分組成？ 答案 內(nèi)電路 ： 電源 ； 外電路 ： 開關(guān) 、 導(dǎo)線 、 電阻 ． 2． 由部分電路歐姆定律知，各部分上電勢降落各為多少？與電動(dòng)勢有什么關(guān)系？ 答案 在內(nèi)電路上 ， 電流流過內(nèi)阻 r， 電勢降落 U′ ＝ Ir； 在外電路上 ， 電流流過電阻 R，電勢降低 U＝ IR. E＝ U＋ U′ ＝ IR＋ Ir. [要點(diǎn)提煉 ] 1． 在外電路中 ， 沿電流方向電勢 降低 ． 2． 閉合電路歐姆定律的三種表達(dá)形式 ： I＝ ER＋ r； E＝ U 外 ＋ U 內(nèi) ； E＝ IR＋ Ir. [延伸思考 ] 閉合電路歐姆定律的三種表達(dá)形式的適用范圍是否相同？ 答案 不相同 ． I＝ ER＋ r和 E＝ IR＋ Ir 只適用于外電路是純電阻的電路 ． E＝ U 外 ＋ U 內(nèi) 適用于任何電路 ． 二、路端電壓與外電阻的關(guān)系 [問題設(shè)計(jì) ] 2所示的電路中，電源的電動(dòng)勢 E＝ 10 V，內(nèi)電阻 r＝ 1 Ω，試求當(dāng)外電阻分別是 3 Ω、4 Ω、 7 Ω時(shí)所對(duì)應(yīng)的路端電壓 ． 通過數(shù)據(jù)計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？ 圖 2 答案 外電壓分別為 V、 8 V、 V． 隨著外電阻的增大 ， 路端電壓逐漸增大 ． 3所示，以電路中的電流為橫軸，路端電壓為縱軸，建立路端電壓 U與電流 I的 U－I圖像，請(qǐng)思考，圖線與縱軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么？縱坐標(biāo)從零開始時(shí)，圖線與橫軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么？直線的斜率的絕對(duì)值表示的物理意義又是什么？ 圖 3 答案 圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢 ； 圖線與
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