路端电压与负载的关系教案「高中物理必修第三册路端电压与负载的关系」

1．负载和路端电压

(1)负载：外电路中的用电器。

(2)路端电压：外电路的电势降落。

2．路端电压与电流的关系：U＝E－Ir。

3．路端电压随外电阻的变化规律

(1)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小。

(2)两种特殊情况

①断路：断路时的路端电压等于电源的电动势。

②电源短路：当电源两端短路时，电流I＝E/r。

3.路端电压随外电阻的变化规律

(1)当外电阻R增大时，由I＝E/(R r)可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。

(2)当外电阻R减小时，由I＝E/(R r)可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。

(3)两种特殊情况：将上述变化过程外推到极限，可知：

①当外电路断开时，电流I变为0，U＝E。这就是说，断路时的路端电压等于电源电动势。

②当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝E/r。

4.路端电压与电流的关系图像

根据关系式U＝E－Ir画出U-I图像如下。

利用关系式U＝E－Ir分析图像：

(1)分别取I＝0、U＝0可知：在图像中U轴截距表示电源电动势，纵坐标从零开始时，I轴截距等于电源的短路电流。

(2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻

注意：若纵坐标上的取值不是从零开始，则横坐标截距不表示短路电流，但图线斜率的绝对值仍然等于内阻。

(1)电源的U­I图像中图线与纵轴的交点无论U的起点是否为零，都表示电源电动势E。电源的内阻等于E/I短，但要注意如果U轴不是从零开始的，图线与横轴的交点不是I短。

在任何情况下都可以使用。

(2)利用两种图像解题的基本方法

利用电源的U-­I图像和电阻的U­-I图像解题，无论电阻的U­I图像是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U­I图线画在同一坐标系中，图线的交点即电源和电阻串联后的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。