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1、第十章电路本章学习提要1 .知道电动势的概念,知道电路中能量是如何转换的。2 .掌握闭合电路的欧姆定律,能运用闭合电路的欧姆定律进行相关计算。3 .能用DIS实验测量电源的内阻和电动势能运用电路知识解糅或解决简单的电路应用问题。4 .知道电阻定律,知道半导体、超导等现代技术的应用。在学习电路知识的过程中,认识用能量守恒规律分析物理过程的方法,通过解决电路的应用问题,感悟理论联系实际的重要意义。A电动势一、学习要求知道电荷定向移动的原因是电荷受到静电力或非静电力的作用。知道电动势是反映电源把其他形式能量转化为电能本领大小的物理量,其大小等于电源未接入电路时正负两极板间的电压。知道内电路和外电路。
2、知道闭合电路由内电路和外电路组成,知道闭合电路中的能量转化。通过电动势概念的建立,感受运用能量守恒定律的分析方法。在原电池原理的学习中,感悟学科整合的发展趋势。二、要点辩析1 .非龄电力非静电力是个新的概念,我们把不是由静电场产生的、作用在电荷上的力都叫做非静电力。实际上我们早就接触过非静电力了,例如作用在电荷上的重力、磁力、化学力等都是祚静电力。非静电力是由它的性质来命名的,它和静电力除了来源不同外,最本质的区别在于做功过程中能的转化方向不同,静电力做功使电能转化为其他形式的能,而非静电力做功使其他形式能转化为电能。2 .电动势电动势概念是学习的难点,我们可以从三个方面去把握它,一是电动势反
3、映电源把其他形式的能转化为电能的本领,因此它是描述电源属性的物理量。二是它的大小等于电源不供电时电源两极板间的电压,它的单位就是电压的单位伏特(V)。三是它与电压的区别,在于它们的物理含义中能量转化的方向相反。3闭合电路中的能转化图10”(课本上为图10-3)可以帮助我们理解a闭合电路的能量转化,高度最高的A点相当于电源S-2K密的正极,高度最低的B点相当于电源的负极,a点相J17QR尚1当于电源内部靠近正极的点。b点相当于电源内部靠TX4z近负极的点,b点的电势高于a点的电势,我们用高出.Xr.度来类比电势的高低。儿圣从滑梯滑下,垂力势能转化为其他形式的能,类比电流通过负载,电势能转化为其他
4、形式的能。儿童乘电梯上升,电梯做功,其他形式的能转化为重力势能,类比非静电力做功,其他形式的能转化为电能。三、例题分析【示例】有人说在伏打电池中锌板失去电子,铜板得到电子。你对这种说法有何评论?【解答】这种说法是不对的,讨论物理问题必须确定具体条件,伏打电池向电路供电和不向电路供电情况是不一样的。如果电池向电路提供电流,也就是说电池正常工作时,电路任何一个部分都有电子流入,同时有等量的电子流出,达到动态平衡,以保证持续电流的稳定,这时讨论得到或失去电子是没有意义的。下面我们着重分析电池不供电的情况,当外电路断开时,电路中没有电流,但内电路中化学反应依然存在,化学力也在发挥作用。在锌扳附近,由于
5、氧化反应。锌原子失去电子,变为锌离子溶入磕酸中,并把电子留在锌板上,反应方程式为Zn-2e=Zn2,结果锌板积聚大量电子,当然带负电,电势较低,成为电源的负极;在铜板附近,由于铜的化学性质比锌稳定,几乎不与稀酸酸发生化学反应,也就不会得到或失去电子,也没有积聚大量电子,相对锌板而言电势较高,成为电源的正极。四、基本训练A组I.伏打电池如果还没有向外供电,正确的说法是I(),iIjfWD(A)锌板失去电子所以是正极,铜板失去正离子所以是负极(B)锌板电势较高所以是负极,铜板电势较低所以是正极(C)锌板得到正离子是正极,铜板得到电子所以是负极(D)锌板电势较低所以是负极,铜板电势较高所以是正极2
6、.关于电动势,正确的说法!是|()一3g:D(A)电动势反映了电源把电能转化为其他形式能的本领(B)电动势的大小等于电源接入电路正常供电时电源正、负两极间的电压(C)电动势的单位是J(D)电池在使用后,电动势可能会渐渐降低3 .关于内电压和外电压,正确的理解I是I()_Jjf3j:ACD(A)外电压就是端电压(B)内电压就是正、负极板间的电压(C)电源断开时外电压的大小等于电动势的大小(D)正、负极板间的电压就是外电压4 .关于闭合电路、外电路和内电路,正确的说法!是I().)JttttIjMbAD-(A)持续稳定的电流必须在闭合电路内流动(B)外电压可以用欧姆定律计算,内电压不可以用欧姆定律
7、计算(C)外电压和内电压都是电源正、负两极板间的电势差(D)当闭合电路中有电流时,正电荷在外电路从电源正极流向负极,在内电路从电源负极流向正极5 .关于闭合电路中静电力和非静电力的作用,正确的说法是()_/批注jfS:C(A)静电力使电荷做定向运动,非静电力阻碍电荷做定向运动(B)非静电力使电荷做定向运动,冷电力阻碍电荷做定向运动(C)岸电力和非静电力都使电荷做定向运动,两者使电荷沿电路运动的方向相同(D)静电力和非静电力都使电荷做定向运动,两者使电荷沿电路运动的方向相反7.如图所示的由伏打电池供电的闭合电路中,沿电流方向绕电路一周,在什么地方电势升高?在什么地方电势!降低电6 .电动势是表示
8、电源把转化为本领大小的物理量,它的单位一一1批注Uf6J:其他形式能,电能,伏特Y-批注jf7:两次升高,两次将低,电波通过外电阻和内电阻时电势降低,通过两极板和电解液的接触层a、b时电势升高B组:批注Ij网:B8 .下关于电动势的说法中正确的国()(A)电动势是一种非邮电力(B)电动势是反映电源把其他能量转化为电能的本领大小的物理量(C)电动势越高,表明电池储藏的电能越多(D)电动势的大小等于电源正负两极板间的电压9 .闭合电路由内电路和外电路组成,正确的说法I是I()jjro):AB(A)外电路对电流的阻碍作用叫做外电阻,内电路对电流的阻碍作用叫做内电阻(B)外电压是电源正、负两极间的电压
9、,内电压不是电源正、负两极间的电压(C)外电压是从电源外部测量的正、负两极间的电压,内电压是从电源内部测量的正、负两极间的电压(D)因为外电阻定大于内电阻,所以外电压定大于内电压10 .在由电源供电的直流电路中,大量自由电子做定向运动,正确的理解I是I()-IttjoiD(A)靠近电源负极的电子先运动,靠近电源正极的电子后运动(B)电子从电源负极出发经用电器,到达电源正极就停止运动(C)电子在电源外部受静电力作用,在电源内部受非静电力作用(D)在外电路中消耗的是电能,电荷没有损失11 .如果闭合电路中电源的电动势为12V,外电压为IOV,当有0.5C电量通过电路时,正确的结论I是!()一j批注
10、(j1:AD(A)在电源内部,非邮电力把6J的其他形式能量转化为电能(B)在电源内部,非辞电力把5J的其他形式能量转化为电能(C)在电源外部,砰电力把6J的电能转化为其他形式能量(D)在电源外部,弱电力把5J的电能转化为其他形式能量12 .有个化学电池向电热器供电,电动势为E,外电阻为R,内电阻为人电流为/,则在通电时间,内,转化为电能的化学能是,电能中转化为外电阻上的内能是,电能中转化为内电阻上的内能是,电源消耗的化学能和内、外电阻上获得的内能问的数量关系应该(填”相等”或I不相仙一;批注皿2:初,FRhFm相等13 .在正常工作的闭合电路中,静电力对做定向运动的电子做功(填“正”或负”),
11、使电子向电势(填“升高”或“降低”)的方向运动,电子的电势能(填“升高”或“降低”);非静电力对做定向运动的电子做功(填“正”或负”),使电子向电势(填“升高”或降低”)的方向运动,电子的电势能(填“升高”或1“降低也一批注j3:正,升高,降低,正,降低,升高14 .参照课本上图10-3和第7题图,儿童从A位置下滑到B位置,相当于第7题图中正电荷从到;儿童从B位置由升降机升高到位位置b,相当于正电荷从儿童从a位批注UfH:(被静电力从)正极A(通过外电阻R防到)负极B;(被非静电力从)负极B(搬到)负极附近的b点:(被静电力从)负极B附近的b点(通过内阻r搬到)正极A附近的a点;(被非静电力)
12、从正极A附近的a点搬到)正极A到;儿童从b位置下滑到a位置,相当于正电荷从到:置由升降机升高到A位置,相当于正电荷从喇B闭合电路的欧姆定律一、学习要求掌握闭合电路的欧姆定律,能熟练运用闭合电路的欧姆定律和能量守恒定律分析计算简单串联、并联组合电路。掌握端电压随外电阻变化的规律。能用DIS实验探究电源电动势和内、外电压之间的关系,从而总结归纳出闭合电路欧姆定律。通过从部分电路欧姆定律到闭合电路欧姆定律的学习过程,认识由局部到全局,由简单到熨杂的研究方法。通过探究闭合电路欧姆定律的实验,提高认真细致的科学素养。二、要点辩析1 .求解未知电学的步骤先分析电路的工作状态,找出已知量和未知量:再根据学过
13、的物理规律,如欧姆定律、焦耳定律、电阻定律等建立方程,如果未知量较多,而且相互交错,可建联立方程组,然后解方程,求解未知量。这不仅是求解未知电学量的思路步骤,也是求解一切未知物理量的基本方法。2 .部分电路欧姆定律和闭合电路的欧姆定律的区别部分电路欧姆定律只涉及电压、电阻、电流三个量,公式为Z=,闭合电路的欧姆定律涉及电压、电阻、电流、电动势四个量,而且电阻还分内电阻和外电阻,公式为I=含。在部分电路中,电阻R一般作为常量,电压U与电流/成正比。在闭合电路中,Err和,为常量,端电压U外随着电流的增大反而减少。3 .电路动态分析电路动态分析要求根据某个电学量的变化判断其他电学量的变化情况进行判
14、断时,首先应找出哪些量是不变的,然后根据不同的电路,按照“局部一一整体一一局部”的思路,运用欧姆定律、串联电路的特点、并联电路的特点,掌握变阻器、电键的结构,进行分析得出结论。4 .探究闭合电路欧姆定律的D1S实验木节有个探究电源电动势和内、外电压之间的关系的实验,该实验用的可调高内阻电池是专用的传统教学仪器,般学校都有配备。它的内阻很大而且可调,专门用来探究电源电动势和内、外电压之间的关系。实验中可用两个电压传感器代替原来的两个电压表,一个接到电源正、负极测外电压,一个接电源内部a、b处的探针,测内电压,而且读数直接在电脑屏幕上显示,用变阻器改变外电阻,用电源中的挡板改变内电阻。三、例题分析
15、【解答】(1)接通电键S,断开电键S时,N和4串联,电压之比即电阻之比,所以试_区1-J_&2(2)S和S都接通时,电阻2和R2、凡的并联电阻串联,电阻之比等于电阻品和R2、用的并联电阻之比。所以霁-=房丁=1。(3)通过用的电流就是干路的总电流,由闭合电路欧姆定律得/?)+R?R、1r+r+=2+2+().2A=1(3)通过凡的电流就是干路的总电流,由闭合电路欧姆定律得,+2+2+O.2A=1讨论用比例法往往比较简洁,小题(I)、(2)只要求电压之比,不必用闭合电路欧姆定律把电压都求出来,可根据电路特点用电阻之比求得。小题(3)要求电流的大小,则必须用闭合电路欧姆定律进行计算。【示例2如图所示的电路中,当凡的滑动触头向右移动时,各电表读数的变化情况I是!()-1批注1jrI6j:A(A)(B)(C)(D)A减小,V增大,A增大,V减小,A减小,V减小,A增大,V增大,A1减小,A1增大,AI增大,A1减小,V1增大V1减小V1增大V1减小【分析】这是一道分析电路中各电学量变化趋势的题目,要把握部分与