12.2　闭合电路的欧姆定律 学案（含解析）

12.2　闭合电路的欧姆定律 1. 知道非静电力，理解电源的电动势的定义和定义式． 2. 知道闭合电路的组成，能从能量的转化和守恒的角度推导闭合电路的欧姆定律． 3. 理解闭合电路欧姆定律的内容，会分析路端电压与负载的关系． 1. 如图所示为水流装置和电源装置，比较要形成水流和电流两装置的做功和能量转化情况，回答下列问题： (1) 水流装置中，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水管中形成水流，此过程是什么力做功？能量是如何转化的？要在A、B之间形成持续的水流必须加一个抽水机，保持A、B的水位差，在把水从B抽到A的过程中是其他力克服重力做功，能量又是怎么转化的？ (2) 在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子．但电流的方向为正电荷移动的方向，下面按正电荷的移动进行讨论．电源装置中，电源外部两极间存在电压形成电流，此过程是什么力做功？能量是如何转化的？要保持电源两极间稳定的电势差，电源是通过什么力做功实现的？能量又是如何转化的？ (3) 非静电力是电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力，是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称．在电池中，非静电力是化学作用，它使　　　　转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使　　　　转化为电势能． 2. 在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势．电动势的定义式：E＝，单位是伏特，用“V”表示．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量． (1) 日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.8 V”字样．如果把1 C的正电荷分别从1.5 V干电池与3.8 V的手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？哪种电池做功本领大？ (2) 如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法错误的是(　　) A. 该电池放电时能输出的总电荷量为1 800 C B. 该电池的电动势为3.6 V C. 若电池以10 mA的电流工作，可用50 h D. 若两块电池串联使用，电动势仍为3.6 V 说明：(1) 电动势由电源中非静电力的特性决定．对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关．例如干电池不管是3号、5号、7号电池，虽然大小不一样，但是电动势都是1.5 V． (2) 通常在电源内部也存在电阻，叫内电阻，简称内阻，常用r表示．①n个完全相同的电源串联：电源的总电动势E总＝nE，电源的总内阻r总＝nr.②n个完全相同的电源并联：电源的总电动势E总＝E，电源的总内阻r总＝. 由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路．用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路． 1. 如图所示为闭合电路的组成． (1) 在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ (2) 若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？ (3) 闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？ 2. 闭合电路的欧姆定律 (1) 内容：闭合电路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) 表达式：I＝　　　　Ｗ． (3) 另一种表达形式：E＝U外＋U内．即：电源的电动势等于内、外电路　　　　之和． 3. 在如图所示的电路中，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.6 Ω，电阻R1＝3 Ω，电阻R2＝4 Ω，电阻R3＝6 Ω.电压表为理想电表，闭合开关S，求： (1) 通过电源的电流大小； (2) 电源的内电压和电压表的示数． 我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压．负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化． 1. 路 ... ...