【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第2章第3节　研究闭合电路含解析

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第三节　研究闭合电路
[学习目标]　1.[物理观念]理解电动势的概念．(难点)　2.[物理观念]理解闭合
电路的欧姆定律，掌握其内容及公式．(重点)　3.[科学思维]掌握路端电压与负载
的关系．(重点)　4.[科学探究]会使用电压表和电流表测电源的电动势和内阻．(重
点)
一、闭合电路及电动势
1．闭合电路的组成
(1)电路
(2)电阻
2．电动势：数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压，它反映了
电源本身的一种性质．
二、闭合电路的欧姆定律
1．电压
2．电势
3．闭合电路欧姆定律
(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＝．
(3)电动势与内、外电压的关系：E＝U
外＋ U
内．
三、路端电压跟负载的关系
1．路端电压与电流的关系
(1)公式：U＝E － Ir ．
(2)图象(U-I图象如图所示)
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增大到无穷大(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(短路)时，I
＝，U＝0．
1．正误判断
(1)根据 I＝得 E＝I(R＋r)，由此可知，电动势与电流成正比． (×)
(2)闭合电路欧姆定律 I＝适用于纯电阻电路，而 E＝U外＋U内适用于任何电
路． (√)
(3)闭合电路中 UI 图象与纵轴的交点的值就是电动势的值，图象斜率的绝对
值就是电源内阻． (√)
(4)闭合电路中 UI 图象与横轴的交点为短路电流，此时路端电压为电源的电
动势． (×)
(5)外电路电阻增大时，电流减小，但路端电压增大． (√)
2．(多选)若用 E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外
电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(　　)
A．U＝2U′　B．U′＝E－U
C．U＝E＋Ir D．U＝·E
BD　[由闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋U′＝Ir＋IR.U＝IR，可推得：U′＝
E－U，U＝·R.故B、D正确，A、C错误．]
3．有两个相同的电阻 R，串联起来接在电动势为 E的电源上，通过每个电
阻的电流为 I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻
R的电流为，则该电源的内阻是(　　)
A．R B．
C．4R D．
C　[由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时 I＝，两电阻并联时 I＝·，解得 r
＝4R，故选 C.]
对电动势的理解
1．对电动势的理解
电动势的大小由电源自身的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．
不同电源的电动势一般不同．
2．电源电动势与电势差的区别和联系
电势差 电动势
意义 表示电场力做功将电能转化为其他
形式的能的本领大小
表示非静电力做功将其他形式的
能转化为电能的本领大小
定义
UAB＝，数值上等于将单位电荷量的
正电荷从导体一端移到另一端电场
力所做的功
E＝，数值上等于将单位电荷量
的正电荷从电源负极移到正极非
静电力所做的功
单位 伏特(V) 伏特(V)
正负
含义
电流流过电阻，电势降落，沿电流
方向为正，逆电流方向为负
一般地，在中学 E取正值，不讨
论负电动势问题
决定
因素
由电源及导体的电阻和连接方式决
定仅由电源本身决定
测量
方法 将电压表并联在被测电路两端 将内阻很大的电压表并联于电源
两端，且外电路断开
3.电池的串联
n个完全相同的电池串联时，总电动势：E总＝nE，总内阻：r总＝nr.
【例 1】　将电动势为 3 V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为 2.4
V．当电路中有 6 C 的电荷流过时，求：
(1)有多少其他形式的能转化为电能．
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能．
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能．
[解析]　由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送 1 C 电荷，有3 J
其他形式的能转化为电能．也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就
有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多
少电能转化为其他形式的能．
(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有 18 J 其他形式的能转化为电能．
(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有 14.4 J 电能转化为其他形式的
能．
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