2019-2020年高中物理 2.4 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻-閉合電路歐姆定律教案 教科版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 2.4 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻-閉合電路歐姆定律教案 教科版選修3-1課標(biāo)要求1知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻2理解閉合電路的歐姆定律3測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻課標(biāo)解讀1知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2了解電路中自由電荷定向移動(dòng)過程中靜電力和非靜電力做功與能量間轉(zhuǎn)化的關(guān)系3了解電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的含義4理解閉合電路歐姆定律,理解內(nèi)外電路的電勢(shì)降落5會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并能進(jìn)行電路分析與計(jì)算教學(xué)地位閉合電路歐姆定律的應(yīng)用是高考命題的熱點(diǎn),常與其他電路知識(shí)相結(jié)合,以選擇題的形式出現(xiàn).(教師用書獨(dú)具)新課導(dǎo)入建議日常生活中我們會(huì)接觸到各種各樣的電源,如石英鐘、遙控器中用的干電池(1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)等);摩托車、汽車、電動(dòng)車上用的蓄電池;手機(jī)中用的鋰電池;電子手表中用的鈕扣電池等干電池、手機(jī)中的鋰電池、鈕扣電池和一節(jié)鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)各是多大?同一個(gè)電池對(duì)不同電阻供電時(shí),電池兩極電壓和電路中的電流與外電路電阻有什么關(guān)系?今天我們就來解決這些問題教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排:1看教材2.填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】(同學(xué)之間可進(jìn)行討論)步驟1:導(dǎo)入新課,本節(jié)教學(xué)地位分析步驟2:老師提問,檢查預(yù)習(xí)效果(可多提問幾個(gè)學(xué)生)步驟3:師生互動(dòng)完成“探究1”互動(dòng)方式(除例1外可再變換命題角度,補(bǔ)充一個(gè)例題以拓展學(xué)生思路)步驟7:完成“探究3”(重在講解規(guī)律方法技巧)步驟6:師生互動(dòng)完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同)步驟5:讓學(xué)生完成【遷移應(yīng)用】檢查完成情況并點(diǎn)評(píng)步驟4:教師通過例題講解總結(jié)閉合電路動(dòng)態(tài)問題的分析方法步驟8:指導(dǎo)學(xué)生完成【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】,驗(yàn)證學(xué)習(xí)情況步驟9:先由學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)的主要知識(shí),教師點(diǎn)評(píng),安排學(xué)生課下完成【課后知能檢測(cè)】課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.了解電路中自由電荷定向移動(dòng)過程中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化間的關(guān)系 3.了解電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的含義 4.理解閉合電路歐姆定律,理解內(nèi)外電路的電勢(shì)降落 5.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并能進(jìn)行電路分析與計(jì)算.1.電動(dòng)勢(shì)概念的建立(重點(diǎn)) 2.運(yùn)用能量關(guān)系進(jìn)行閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)(重點(diǎn)) 3.閉合電路歐姆定律的應(yīng)用(重點(diǎn))4.電動(dòng)勢(shì)概念的理解(難點(diǎn))5.理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并能用來分析解決問題(難點(diǎn))電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.基本知識(shí)(1)電源的電動(dòng)勢(shì)電源:把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置電動(dòng)勢(shì)()大小等于沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,用字母E表示()物理意義:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能的本領(lǐng)(2)電源的內(nèi)阻電源內(nèi)部也是一段電路,也有電阻,它就是電源的內(nèi)電阻,簡稱內(nèi)阻,常用符號(hào)r來表示2思考判斷(1)電源提供的電能越多,電源的電動(dòng)勢(shì)越大()(2)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,光電池是將光能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能()(3)當(dāng)電路中通過1庫侖的電荷量時(shí),電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動(dòng)勢(shì)的值()3探究交流電源的電動(dòng)勢(shì)和外接電路的負(fù)載有什么關(guān)系?【提示】電源的電動(dòng)勢(shì)只和電源本身有關(guān),與所接的負(fù)載無關(guān).閉合電路歐姆定律1.基本知識(shí)(1)閉合電路只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)閉合電路才有電流用電器、導(dǎo)線組成外電路,電源內(nèi)部是內(nèi)電路在外電路中,沿電流方向電勢(shì)降低,在內(nèi)電路中電流從負(fù)極到正極(2)閉合電路歐姆定律內(nèi)容: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(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比公式:I.適用范圍:外電路為純電阻電路2思考判斷(1)電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路電阻兩端的電壓()(2)對(duì)整個(gè)閉合電路來說,內(nèi)、外電阻串聯(lián),它們分擔(dān)的電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)的大小()(3)在閉合電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電壓之和,所以電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)上就是電壓()3探究交流閉合電路歐姆定律公式中,E、R、r的物理意義各是什么?【提示】E代表電源的電動(dòng)勢(shì),R代表外電路的電阻,r代表內(nèi)電路的電阻.路端電壓與外電阻、電流的關(guān)系1.基本知識(shí)(1)UEIr,對(duì)給定的電源來說,E和r是一定的當(dāng)外電阻R增大時(shí),電流I減小,內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,當(dāng)外電路斷開,即R為無窮大時(shí),I0,U內(nèi)0,U外E.這就是說,開路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)當(dāng)外電阻R減小時(shí),電流I增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小當(dāng)電源兩端短路時(shí),則電阻R0,此時(shí)電流I,叫短路電流(2)路端電壓與電流的關(guān)系圖像由UEIr可知,UI圖像是一條向下傾斜的直線如圖241所示:圖241圖線與縱軸截距的意義:電源電動(dòng)勢(shì)圖線與橫軸截距的意義:短路電流圖線斜率的意義:電源的內(nèi)阻2思考判斷(1)當(dāng)電源短路時(shí),路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)()(2)由于電源內(nèi)阻很小,所以短路時(shí)會(huì)形成很大的電流,為保護(hù)電源,絕對(duì)不能把電源兩極直接相連接()(3)電源斷開時(shí),電流為零,所以路端電壓也為零()3探究交流上述路端電壓U與電流I的圖像中,表示外電阻還是內(nèi)電阻?【提示】因U為路端電壓,表示外電阻R的大小,而表示圖線斜率,就是電源內(nèi)阻的大小.對(duì)閉合電路歐姆定律的深入理解【問題導(dǎo)思】1用電壓表測(cè)量閉合電路電源兩端的電壓,電壓表的示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)嗎?2在含有電動(dòng)機(jī)的電路中,能用閉合電路的歐姆定律求電流嗎?3當(dāng)外電路的電阻增大時(shí),閉合電路中的電流如何變化?路端電壓是增大還是減???1對(duì)閉合電路的歐姆定律的理解(1)I或EIRIr,只適用于外電路為純電阻電路的情況,對(duì)外電路中含有非純電阻元件(如電動(dòng)機(jī)、電解槽等)的電路不適用(2)EU外U內(nèi)U外Ir,即電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路的電壓之和普遍適用于外電路為任意用電器的情況,當(dāng)外電路斷開時(shí),I0,內(nèi)電壓U內(nèi)Ir0,U外E,即只有當(dāng)外電路斷開時(shí),電源兩端的電壓才等于電動(dòng)勢(shì)(3)將電壓表接在電源兩極間測(cè)得的電壓U外是指路端電壓,不是內(nèi)電路兩端的電壓,也不是電源電動(dòng)勢(shì),所以U外U2BU1U2,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤【答案】AC5如圖249所示的電路中,當(dāng)S閉合時(shí),電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為1.6 V和0.4 A當(dāng)S斷開時(shí),它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1 A,求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻圖249【解析】方法一:當(dāng)S閉合時(shí),R1、R2并聯(lián)接入電路,由閉合電路歐姆定律EUIr得E1.6 V0.4r;當(dāng)S斷開時(shí),只有R1接入電路,由閉合電路歐姆定律EUIr得E(1.60.1)V(0.40.1)r,由上兩式得E2 V,r1 .方法二:(圖像法)畫出UI圖像如圖所示,因?yàn)閳D線的斜率r|1 ,由閉合電路歐姆定律得EUIr1.6 V0.41 V2 V,故電源電動(dòng)勢(shì)為2 V.【答案】E2 Vr1 1對(duì)于不同型號(hào)的干電池,下列說法中正確的是()A1號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)大于5號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)B1號(hào)干電池的容量比5號(hào)干電池的容量大C1號(hào)干電池的內(nèi)阻比5號(hào)干電池的內(nèi)阻大D把1號(hào)和5號(hào)干電池分別連入電路中,若電流I相同,則它們做功的快慢相同【解析】電池的電動(dòng)勢(shì)取決于正、負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與體積大小無關(guān),A錯(cuò)電池的容量與體積大小有關(guān),B正確電池的內(nèi)阻與體積大小無關(guān),C錯(cuò).1號(hào)和5號(hào)電池電動(dòng)勢(shì)相同,電流相同時(shí),做功快慢也相同,D正確【答案】BD2一太陽能電池板,測(cè)得它的開路電壓為800 mV,短路電流為40 mA,若將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓為()A0.10 VB0.20 VC0.30 V D0.40 V【解析】由題意知它的開路電壓為800 mV,可知電源電動(dòng)勢(shì)為800 mV,由題意短路電流為40 mA,而短路電流I短,可得電源內(nèi)阻為r20 ,該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路,內(nèi)外電阻相等,即路端電壓為400 mV0.40 V,所以D對(duì)【答案】D3.圖2410如圖2410所示為某一電源的UI曲線,由圖可知()A電源電動(dòng)勢(shì)為2 VB電源內(nèi)電阻為 C電源短路時(shí)電流為6 AD電路路端電壓為1 V時(shí),電路中電流為5 A【解析】在UI圖知,電源的電動(dòng)勢(shì)E2 Vr| 0.2 .當(dāng)U1 V時(shí),I A5 A【答案】AD圖24114如圖2411所示電路中,當(dāng)電阻箱R由2 改為6 時(shí),電流減小為原來的一半,則電源的內(nèi)電阻為()A1 B2 C3 D4【解析】設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r當(dāng)R2 時(shí)的電流為I則I由題意可知I聯(lián)立解得r2 ,故選項(xiàng)B正確【答案】B5.圖2412(xx阿壩州高二檢測(cè))在圖2412所示電路中E為電源,其電動(dòng)勢(shì)E9.0 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì);AB為滑動(dòng)變阻器,其電阻R30 ;L為一小燈泡其額定電壓U6.0 V,額定功率P1.8 W;K為電鍵開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭位于B端,現(xiàn)在接通電鍵K,然后將觸頭緩慢地向A端滑動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C處時(shí),小燈泡剛好正常發(fā)光,則CB之間的電阻應(yīng)為()A10 B20 C15 D5 【解析】本題中小燈泡正好正常發(fā)光,說明此時(shí)小燈泡達(dá)到額定電流I額P/U1.8/6.0 A0.3 A,兩端電壓達(dá)到額定電壓U額6.0 V,而小燈泡和電源、滑動(dòng)電阻AC串聯(lián),則電阻AC的電流與小燈泡的電流相等,則RAC 10 ,RCBRRAC(3010) 20 ,所以B選項(xiàng)正確【答案】B6如圖2413所示電路中,4個(gè)電阻阻值均為R,開關(guān)S閉合時(shí),有質(zhì)量為m、帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間現(xiàn)斷開開關(guān)S,則下列說法正確的是()圖2413A小球帶負(fù)電B斷開開關(guān)后電容器的帶電量減小C斷開開關(guān)后帶電小球向下運(yùn)動(dòng)D斷開開關(guān)后帶電小球向上運(yùn)動(dòng)【解析】由電路圖知,電容器的上極板帶正電,小球受到向上的電場(chǎng)力而平衡,所以小球帶負(fù)電,A正確當(dāng)開關(guān)S斷開后,電容器兩端的電壓(即豎直方向電阻的分壓)變小,電容器的帶電量減小,小球受到的電場(chǎng)力變小,小球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),B、C正確,D錯(cuò)誤【答案】ABC7如圖2414所示是一實(shí)驗(yàn)電路圖在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中,下列表述正確的是()圖2414A路端電壓變小 B電流表的示數(shù)變大C流過電源的電流變小 D電路的總電阻變大【解析】當(dāng)滑片向b端滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻減少,使得總電阻減小,D錯(cuò)根據(jù)I,可知總電流在增加,根據(jù)閉合電路中的歐姆定律有EIrU外,可知路端電壓在減小,A對(duì),C錯(cuò)流過電流表的示數(shù)為I,可知電流在減小,B錯(cuò)【答案】A8.圖2415(xx海南高考)如圖2415所示E為內(nèi)阻不能忽略的電池,R1、R2、R3為定值電阻,S0、S為開關(guān),V與分別為電壓表與電流表初始時(shí)S0與S均閉合,現(xiàn)將S斷開,則()AV的讀數(shù)變大,的讀數(shù)變小BV的讀數(shù)變大,的讀數(shù)變大CV的讀數(shù)變小,的讀數(shù)變小DV的讀數(shù)變小,的讀數(shù)變大【解析】S斷開時(shí),外電路總電阻增大,總電流減小,故路端電壓增大,電壓表示數(shù)增大,由于R3兩端電壓增大,故通過R3的電流增大,電流表示數(shù)增大,故B正確【答案】B9.(xx武漢高二檢測(cè))如圖2416所示電路,閉合開關(guān)S,兩個(gè)燈泡都不亮,電流表指針幾乎不動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),該電路的故障可能是()2416A電流表壞了或未接好B從點(diǎn)a經(jīng)過燈L1到點(diǎn)b的電路中有斷路C燈L2的燈絲斷了或燈座未接通D電流表和燈L1、L2都?jí)牧恕窘馕觥坑捎陂]合開關(guān),兩燈不亮,電流表無示數(shù),可以判定電路中某處斷路,電壓表有示數(shù),所以應(yīng)是a經(jīng)L1到b點(diǎn)間有斷路,故B正確【答案】B10.圖2417法國和德國兩名科學(xué)家先后獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng),共同獲得xx年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)所謂“巨磁電阻”效應(yīng),是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變化的現(xiàn)象物理興趣小組的同學(xué)從“巨磁電阻”效應(yīng)聯(lián)想到一些應(yīng)用,他們的探究如下:為了兒童安全,布絨玩具必須檢測(cè)其中是否存在金屬斷針,可以先將玩具放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中,若其中有斷針,則斷針被磁化,用磁報(bào)警裝置可以檢測(cè)到斷針的存在如圖2417所示是磁報(bào)警裝置一部分電路示意圖,其中RB是利用“巨磁電阻”效應(yīng)而制作的磁敏傳感器,它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小,a、b接報(bào)警器,當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時(shí),電流表的電流I、ab兩端的電壓U將()AI變大,U變大 BI變小,U變小CI變大,U變小 DI變小,U變大【解析】當(dāng)RB處出現(xiàn)斷針時(shí),RB減小,R總減小,I總增大,I總r增大,UabEI總r將減小;由于I總增大,所以R1分壓增大,UR1URBUab,可得URB減小,IR3減小,由IR3II總,可得I增大【答案】C11.圖2418如圖2418所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E3.0 V,內(nèi)阻r1.0 ;電阻R110 ,R210 ,R330 ,R435 ;電容器的電容C10 F.電容器原來不帶電求接通電鍵K并達(dá)到穩(wěn)定的過程中流過R4的總電荷量【解析】由電阻的串并聯(lián)公式,得閉合電路的總電阻為Rr9.0 由歐姆定律得通過電源的電流IE/R1/3 A電源的路端電壓UEIr8/3 V電阻R3兩端的電壓UU2 V通過R4的總電荷量就是電容器的帶電荷量QCU2.0105 C【答案】2.0105 C12如圖2419所示的電路中,電阻R19 ,R215 ,電源電動(dòng)勢(shì)E12 V,內(nèi)電阻r1 .求當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A時(shí),變阻器R3的阻值為多大?圖2419【解析】R2兩端的電壓U2I2R20.415 V6 V,設(shè)總電流為I,則有:EI(rR1)U2,即12I(19)6,解得I0.6 A,通過R3的電流I3II2(0.60.4)A0.2 A,所以R3的阻值為:R3 30 .【答案】30- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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