高中物理.闭合电路欧姆定律课时作业选修讲解
高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律：公式：rR EI +=；变式：)(r R I E +=；内外U U E +=；Ir E U -=；R1R 2A1ErS示数为I1=0.20A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电源的电动势和内电阻.举一反三：1、在例1的基础上，如果没有电流表，只有电压表，如何设计求电源的电动势和内阻。
二、路端电压与负载的关系1、路端电压U：就是外电压；2、负载R：电路中消耗电能的元件称为负载；3、路端电压U与负载R的关系UIO1 2Ir E U -= rR EI +=①当R 增大时，I 减小，所以外电压U 增大； ②当R 减小时，I 增大，所以外电压U 减小； 4、路端电压U 与电流I 的关系图象 （1）图象的截距（如图所示）：①外电路断路时，即R →∞时，I=0，Ir=0，外U =E ，即直线在纵坐标上的截距表示电源的电动势E ； ②外电路短路时，即R=0，I=rE（称为短路电流），外U =0，即直线在横坐标上的截距表示为短路电流I 短。
（2）直线的斜率： 由短短得I Er r E I ==，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻，即IUr ∆∆=，直线的斜率绝对值越大，内阻r 越大。
注意：θtan ≠r ，因为对于同一个电源，坐标标度不同，θ不同。
例1、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r 1和r 2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I 和路端电压U 的关系如图所示,可以判定( )A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E 1>E 2,r 1>r 2C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等D.E 1>E 2,r 1<r 2举一反三：1、如图所示，在同一坐标系中画出a 、b 、c 三个电源的U 一I 图象，其中a 和c 的图象平行，下列说法中正确的是 （ ）A ． Ea<Eb ，ra=rbB ． Eb=Ec ，rc>rbC ． Ea<Ec ，ra=rcD ． Eb<Ec ，rb=rc三、闭合电路的电源的功率和效率1．电源的总功率：P 总＝EI ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内．若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I 2(R ＋r)＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．若外电路是纯电阻电路，则有 P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R ＋4r.由上式可以看出(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为Pm ＝E 24r . (2)当R>r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． (3)当R<r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．(4)当P 出<Pm 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1·R 2＝r 2. (5)P 出与R 的关系如图所示．4．电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R ×100%因此R 越大，η越大；当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.η－R 图象如图所示．例1、 如图所示，电源电动势E ＝3 V ，内阻r ＝3 Ω，定值电阻R 1＝1 Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10 Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R 2为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？电阻R 1消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？ErRs举一反三：1、如图所示的电路中,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时， 电压读数为U 1=4V;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V, 求: (1)电源的电动势E 和内阻r.(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最值Pm 为多少?四、闭合电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：1．程序法：部分→整体→部分.(2)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．2．直观法任一电阻阻值增大，必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大． 3．“并同串反”规律所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．即 }U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→{ U 并↑I 并↑P 并↑4．极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．例1、如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大举一反三：1、在如图所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50Ω，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是（）A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮五、含电容器电路问题的分析：分析和计算含有电容器的直流电流时，要注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端电压．电容器稳定时，相当于此处电路断路．(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容将充电；反之，电容器将对与它并联的电路放电．例1、如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝4 μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？举一反三R2C s2s1ER1流过电阻R1、R2的电流方向,以下判断正确的是（ )A、若只断开S1,流过R1的电流方向为自左向右B、若只断开S1,流过R1的电流方向为自右向左C、若只断开S2,流过R2的电流方向为自左向右D、若只断开S2,流过R2的电流方向为自右向左2、如图,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.电池内阻可忽略.(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.R1R2EC s六、电路故障分析：电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯，灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象．检查故障的基本方法有两种：1．电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路．如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路．2．用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在．例1、用电压表检查如图所示电路中的故障，测得U ad＝5.0 V，U cd＝0 V，U bc＝0 V，U ab＝5.0 V，则此故障可能是()A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路R 1R 2R 3SErR 123SE r举一反三：1、如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V, Uad=0V, Ucd=6V, 由此可以判定 ( )A 、L1和L2 的灯丝都烧断了B 、L1的灯丝烧断C 、L2的灯丝烧断D 、变阻器R 断路2、如图所示的电路中,开关S 闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障 ( )A 、R1短路B 、R2短路C 、R3短路D 、R1断路闭合电路的欧姆定律习题1．如图所示为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220V．那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况2．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时，S与S均闭合，现将S断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大3．如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则( )A．I＝0.75 AB．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 CD．q＝1×10－5 C4．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大5．如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线，用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V．则该电路可能是下图中的( )6．某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．以下判断错误的是( )A．直线a表示电源的总功率B．曲线c表示电源的输出功率C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 ΩD．电源的最大输出功率Pm＝9 W7.在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，下列说法中正确的是( )A ．L 1、L 2两个指示灯都变亮B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗C ．L 1变亮，L 2变暗D ．L 1变暗，L 2变亮8．如图所示电路中，电源电动势E 恒定，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R 3＝5 Ω.当开关K 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相等．则以下说法中正确的是( )A ．电阻R 1、R 2可能分别为4 Ω、5 ΩB ．电阻R 1、R 2可能分别为3 Ω、6 ΩC ．开关K 断开时电压表的示数一定小于K 闭合时的示数D ．开关K 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω9．如图甲所示为某一小灯泡的U －I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R 串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V 的电源两端，如图乙所示，则( )A ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W D．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W10．在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K接c时，通过R2的电流．闭合电路欧姆定律1．C 2.B 3.AD 4.A 5.B6．D [电源的总功率为P E ＝EI ，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2r ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，所以直线a 表示电源的总功率，选项A 正确；曲线b 表示电源内部的发热功率，曲线c 表示电源的输出功率，选项B 正确；直线a 的斜率表示电动势E ，解得E ＝3 V ，由曲线b 上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C 正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm ＝E24r＝2.25 W ，对应曲线c 的最高点，选项D 错误．]7．B [当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L 1灯变暗，通过其电流减小；由U 1＝I 2R 1及I 2＝I －I 1可知R 1分担电压增大，L 2及R 2两端电压减小，L 2功率减小而变暗，选项B 正确．]8．AD [将R 3和电源串联在一起看做等效电源，则该等效电源的电动势为E ，等效内阻为r ′＝r ＋R 3，K 闭合时，两电表的示数分别为：U ＝R 1E R 1＋r ′，I ＝E R 1＋r ′.当K 断开时，两电表的示数分别为：U ′＝R 1＋R 2E R 1＋R 2＋r ′，I ′＝ER 1＋R 2＋r ′.又U ′＝E 1＋r ′R 1＋R 2>U ＝E1＋r ′R 1，故选项C 错．由以上各式可得：U ′－UI －I ′＝r ′，故D 选项正确．据题意，UI ＝U ′I ′，代入解得：R 1(R 1＋R 2)＝r ′2，显然A 选项正确，B 选项错误．]9．B [若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，则电源输出电流为I ＝0.4 A ，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U ＝E －I(R ＋r)＝3 V ．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A 时小灯泡两端电压仅为1.3 V ，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A ，A 、C 错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，由题图甲可知小灯泡两端电压为2.0 V ，电阻R 和内阻r 上的电压为3.0 V ，此时每盏小灯泡的电功率为P ＝UI ＝0.6 W ，B 正确、D 错误．]10．(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A解析 (1)K 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式可得 通过电源的电流I 1＝PR 2＝1 A ， 电源两端的电压U 1＝ PR 2＝4 V. (2)K 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ，① K 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω， 通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A ，21 这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r.②联立①②式得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω.(3)K 接c 时，R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω，总电流I 3＝E/R 总＝1 A ，通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A. 易错点评1．在第6题中，由于考生对各个功率的表达式不清晰，或不能把各功率的表达式与各个图象对应起来，不能理解图象的交点，最值的意义，导致无从下手解题．2．对于第7题，有关闭合电路动态分析的问题，错误主要有两个方面：①不能按正常程序进行分析，凭想当然去做题．②不根据闭合电路欧姆定律进行定量分析与计算，导致错误．3．在10题中，清楚电键K 接a 、b 、c 时的等效电路，明确各电阻间的串并联关系是解题成功的关键．。
高中物理选修3-1 第二章第28讲 课时作业(二十八) 欧姆定律 闭合电路的欧姆定律
课时作业(二十八)欧姆定律闭合电路的欧姆定律第1题图1．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图中所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是() A．电压表和电流表读数都增大B．电压表和电流表读数都减小C．电压表读数增大，电流表读数减小D．电压表读数减小，电流表读数增大2．如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C.闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则()第2题图A．变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变B．电压表示数U和电流表示数I的比值不变C．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔUD．电容器的带电量增大，增加量为CΔU3．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关S后，将照射光强度增强，则()第3题图A．电路的路端电压将增大B．灯泡L将变暗C．R2两端的电压将增大D．R1两端的电压将增大4．如图所示，R1，R2为可调电阻，R3为一般电阻，R4为热敏电阻(电阻随温度升高而减小)．当环境温度升高时，下列说法中正确的是()第4题图A．电容器所带电量减小B．若R2的阻值减小，电流表的示数可能保持不变C．若R2的阻值增大，电容器的带电量可能保持不变D．若R1的阻值减小，电容器的带电量可能保持不变5．如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()第5题图A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的小数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大6．有一个消毒用电器P，电阻为20kΩ，它只有在电压高于24V时才能工作．今用一个光敏电阻R1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100Ω，黑暗时为1000Ω.电源电动势E为36V，内阻不计，另有一个定值电阻R2，电阻为1000Ω.下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是()ABCD7．2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．正确的是()第7题图A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，探测仪的灵敏度提高B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，探测仪的灵敏度提高C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，探测仪的灵敏度提高D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，探测仪的灵敏度提高8．在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r.闭合开关S，在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是()A．电流表和电压表的示数都增大B．电容器所带电量减少C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大第8题图第9题图9．如图所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S1闭合，当S2也闭合后，下列说法正确的是()A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．电容器C的带电荷量将增加D．闭合S2的瞬间流过电流表的电流方向自右向左10．有一只电流计，已知其I g＝200μA，R g＝200Ω，现欲改装成量程为3V的电压表，则应该怎样连接一个多大的电阻？由于所用电阻不准，当改装表与标准表比较时，发现当标准值为1.6V时，改装电压表读数为1.5V，则实际所用的电阻值是多少？11．如图所示，盒内有一些导线和四个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有A、B、C、D四个接线柱，已知两接线柱间阻值有以下关系：R AB＝2R AC R CD＝2R AB，R AC＝R BD，试在盒内画出电路图．第11题图课时作业(二十八)欧姆定律闭合电路的欧姆定律1.A【解析】由电路图可知，电流表测流过R2的电流，电压表测外电路电压，当滑片P向b点滑动时，外电路电阻增大，R与R2并联电阻增大，则干路电压增大，电压表示数增大，R2两电压增大，流过R2的电流增大，故电流表示数增大，故选A.2.AD【解析】闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电流表示数减小，电压表示数增大，变化过程中ΔU和Δl的比值等于定值电阻R0与电源内阻r之和，保持不变；电压表示数U和电流表示数I的比值等于可变电阻R的阻值，逐渐增大，选项A正确B错误；电阻R0两端电压减小，减小量小于ΔU，选项C错误；电容器的带电量增大，增加量为CΔU，选项D正确．3.D【解析】闭合开关S后，将照射光强度增强，光敏电阻R3阻值减小，灯泡L 中电流增大，将变亮，电路的路端电压将减小，选项AB错误；R2两端的电压将减小，R1两端的电压将增大，选项D正确C错误．4.B【解析】当环境温度升高时，热敏电阻R4阻值减小，电容器两端电压升高，带电量增大，选项A错误；当环境温度升高时，热敏电阻R4阻值减小，若R2的阻值减小，R2两端电压可能保持不变，电流表的示数可能保持不变，选项B正确；若R2的阻值增大，导致电容器两端电压升高，电容器的带电量增大，选项C错误；若R4的阻值减小，不影响电容器带电量，但是当环境温度升高时，热敏电阻R4阻值减小，电容器两端电压升高，带电量增大，选项D错误．5.A【解析】当滑动变阻器滑片向下移动时，外电路电阻变小，则外电路电压减小，电压表示数变小，R2两端电压减小，则流过R2的电流减小，电流表示数减小，选A.6.C【解析】A．消毒用电器P、R1、R2串联，光照时，消毒用电器P分得电压U＝E21.1×20＞24V，可以正常工作，黑暗时，消毒分得电压U′＝E22×20＞24V，也可以正常工作，A错；B.R1、R2并联后与消毒用电器P串联，光照时，消毒用电器P分得电压P分得电压U＞E20.1×20＞24U，可以正常工作，黑暗时，消毒用电器P分得电压U′＝E21×20＞24V，也可以正常工作，B错；C.消毒用电器P与R2并联后与R1串联，光照时，消毒用电器分得电压U≈111E＞24V，可以正常工作，黑暗时，消毒用电器P分得电压U′≈12E＜24V，不可以正常工作，C对；消毒用电器P与R1并联后与R2串联，光照时，消毒用电器P分得电压U≈111E＜24V，不可以正常工作，黑暗时，消毒用电器P分得电压U′≈12E＜24V，不可以正常工作，D错；故选C.7.D【解析】指标灯上端为“＋5V”高电压，若存在磁铁矿，则GMR的电阻大幅度减小，GMR分得电压变小，逻辑门电路为“非”门，此时指标灯亮，若将R调大，则GMR分得电压变小，逻辑门电路左端电压更大，门电路右端电压变小，探测仪的灵敏度提高，故选D.8.BD【解析】.滑片向下滑动，R3减小，R总减小，I增大，UR1增大，U C减小，∵U＝QC，∴Q减少，B正确；I增大，U＝E－Ir，U减小，∵UR2减小，I2减小，I3＝I－I2，I3增大，即电压表示数减小，电流表示数增大，答案选B、D.9.AD【解析】只有S1闭合时，L1和L2串联，电容器两端的电压等于电源两端的电压S2闭合后，L3和L2并联，再和L1串联．则L1两端的电压增大，故L1变亮，电容器两端的电压减小，故电容器放电，电荷量减少．电流表上的电流是电容器的放电电流，故方向从右向左．10.1.48×104Ω 1.58×104Ω【解析】 满偏时，I ＝I ′g ＝200uA ，R ＝u Ig ＝3u 2×10－4A＝1.5×104Ω，连接电阻R′＝1.5×104－200Ω＝1.48×104Ω，标准值1.60时，此时电压表半偏则I g 2(200＋R″)＝1.6R ″＝15800Ω 11．如图所示第11题图。
人教版(2019)高二物理必修第三册第十二章闭合电路的欧姆定律 课后作业(带解析)
新人教版必修第三册课后作业第十二章闭合电路的欧姆定律一、选择题1.(多选)铅蓄电池的电动势为2 V,内阻不为零,以下说法中正确的是( ) A.电路中每通过1 C 电荷量,铅蓄电池能把2 J 的化学能转化为电能 B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C.电路中每通过1 C 电荷量,铅蓄电池内部非静电力做功为2 JD.该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的强2.(多选)在新冠肺炎疫情出现后,全国上下纷纷参与到了这场没有硝烟的“战争”中。
某厂家生产的医用监护仪紧急发往疫区医院,其配套的电池如图所示,某同学根据电池上的标识,所做判断正确的是( )A.电源接入电路时两极间的电压为12 VB.电源没有接入电路时两极间的电压为12 VC.该电池充电一次可以提供的最大电能为2.76×104 JD.该电池充电一次可以提供的最大电能为9.936×104 J 3.关于电压和电动势,下列说法正确的是( ) A.电动势就是电源两极间的电压B.电压和电动势的单位都是伏特,所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法C.电压U=W q和电动势E=W q中的W 是一样的,都是静电力所做的功D.电压和电动势有本质的区别,反映的能量转化方向不同4.如图所示的电路中,把R 由2 Ω改变为6 Ω时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻应为( )A.4 ΩB.8 ΩC.6 ΩD.2 Ω5.在如图所示的电路中,当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的读数为3 V;当开关S1、S2均闭合时,电压表的读数为1.8 V。
已知电压表为理想电表,外接电阻为R,电源内阻为r。
由以上数据可知Rr为()A.53B.35C.23D.326.(多选)如图所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω,R=15Ω,下列说法中正确的是()A.当S断开时,U AC=9 VB.当S闭合时,U AC=9 VC.当S闭合时,U AB=7.5 V,U BC=0D.当S断开时,U AB=0,U BC=07.如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯数目增多时,下面说法正确的是()A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小8.(多选)如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。
人教版高中物理选修课讲义闭合电路欧姆定律
第7节、闭合电路欧姆定律定律一、教学目标（一）知识与技能1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。
知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
（二）过程与方法1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
教学重点1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。
2、路端电压与负载的关系教学难点路端电压与负载的关系教学方法演示实验，讨论、讲解教学用具：滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑教学过程（一）引入新课教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。
那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。
（二）进行新课1、闭合电路欧姆定律教师：（投影）教材图2.7-1（如图所示）教师：闭合电路是由哪几部分组成的？学生：内电路和外电路。
教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？学生：沿电流方向电势降低。
因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。
教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？学生（代表）：沿电流方向电势升高。
因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
2022年新教材高中物理12-2闭合电路的欧姆定律讲义新人教版必修第三册
2 闭合电路的欧姆定律1．理解闭合电路欧姆定律及其表达式并能熟练地用来解决有关的电路问题； 2．理解路端电压与负载的关系。
1．静电力做功与非静电力做功的区别。
2．电动势的定义及理解。
3．理解闭合电路的欧姆定律。
4．分析闭合电路的动态变化问题。
一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。
用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
2．非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。
3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
4．电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。
(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(3)定义式：E ＝W q。
(4)单位：伏特，符号是V 。
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：I ＝U R。
2．内电阻：电源内电路中的电阻。
3．闭合电路中的能量转化：如图所示，A 为电源正极，B 为电源负极，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 。
4．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 ＝ER ＋r。
(3)常见的变形公式：E ＝U 外＋U 内。
三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器。
2．路端电压：外电路的电势降落。
3．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir 。
(2)结论：①外电阻R 减小→I 增大→U 减小。
②外电路断路→I ＝0→U ＝E 。
③外电路短路→I ＝E r→U ＝0。
(3)电源的U I 图像知识点一 对电动势的理解1．概念理解(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。
(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。
闭合电路的欧姆定律--课时作业 (55)
2.7 闭合电路的欧姆定律「基础达标练」1．在如图所示的电路中，电阻R ＝2.0 Ω，电源的电动势为3.0 V ，内电阻r ＝1.0 Ω，不计电流表的内阻，闭合开关S 后，路端电压为( )A ．3.0 VB ．1.5 VC ．2.0 VD ．1.0 V解析：选C 由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流为：I ＝E R ＋r ＝ 3.02.0＋1.0＝1.0 A ， 则路端电压为U ＝IR ＝1.0×2.0＝2.0 V故C 正确，A 、B 、D 错误．2．如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不计，电阻R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω，R 阻值未知但不为零，开关S 断开时，电流表示数为0.20 A ，则当开关S 闭合后，电流表的示数可能是( )A ．0.25 AB ．0.30 AC ．0.35 AD ．0.40 A解析：选A 根据闭合电路的欧姆定律有 当S 断开时，E ＝I 1×(R 1＋R 2＋R )＝0.2×(30＋R )①当S 闭合时，R 1被短路E ＝I 2(R 2＋R )＝I 2(20＋R )②联立①②得I 2＝0.2(30＋R )20＋RR 2阻值未知但不为0，所以0.2 A<I 2<0.3 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．3．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是( )A．电源的电动势为1.0 VB．电源的内阻为2 ΩC．电源的短路电流为0.5 AD．电源的内阻为12 Ω解析：选B由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得，当I＝0时，U＝E，图线与纵轴交点表示电动势E＝6 V，A选项错误；电源的内阻等于图线的斜率大小，r＝ΔUΔI＝2 Ω，B选项正确，D选项错误；外电阻R＝0时，短路电流I＝Er＝3 A，C选项错误．4．(多选)电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下列说法正确的是()A．路端电压一定逐渐变小B．电源的输出功率一定逐渐变小C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大D．电源的输出电流一定变大解析：选ACD外电路的电阻逐渐变小的过程中，由U外＝RR＋rE知，路端电压一定逐渐变小．内电压变大，输出电流一定变大，电源内部消耗的电功率一定逐渐变大，但输出功率不一定变小，故选ACD.5．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则()A．R的阻值变大B．路端电压不变C．干路电流减小D．路端电压和干路电流的比值减小解析：选D电压表的示数减小，根据串联电路分压规律知电阻R的阻值变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小．根据欧姆定律知：路端电压和干路电流的比值等于R与R1的并联阻值，在减小，故A、B、C错误，D正确．6．按图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光．在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是()①L1变暗②L1变亮③L2变暗④L2变亮A．①③B．②③C．①④D．②④解析：选C当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知流过L2的电流增大，故L2变亮；灯泡L2及内阻分担的电压增大，电源的电动势不变，故并联部分电压减小，故通过L1的电流变小，即灯泡L1变暗，故C正确，A、B、D错误．7.(多选)图示电路中，电源内阻不能忽略，闭合开关S，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A．U先变小后变大B．I先变小后变大C．U与I的比值始终保持不变D．电源消耗的功率先减小后增大解析：选AD滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流先变小后变大，路端电压先增大后减小．电流表示数I先变大后变小．根据并联电路的分流规律可知，通过R3的电流先变小后变大，则电压表的读数U先变小后变大，A选项正确，B选项错误；由于U先变小后变大，I先变大后变小，所以U与I比值先变小后变大，C选项错误；电源消耗的功率P＝EI总，E不变，I 总先变小后变大，则电源消耗的功率P 先减小后增大，D 选项正确．8．一块太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA ，若将该电池与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是多少？解析：电源电动势E ＝800 mV ＝0.80 V ，电源内阻r ＝E I ＝0.80.04Ω＝20 Ω，路端电压为U ＝E R ＋r ·R ＝0.820＋20×20 V ＝0.40 V. 答案：0.40 V「能力提升练」1．(多选)据统计，由于用电不慎导致的火灾占火灾总量的比重很大，利用电路安装防火报警装置，及时发现“火情”，提早报警，是防止火灾发生，保证家庭成员生命安全的重要措施．图甲是一火警报警电路的示意图．其中R 3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻随温度变化的情况如图乙所示．显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，电源的电动势E 和内阻r 不变，且内阻值小于R 1的阻值．当传感器R 3所在处出现火情时，关于显示器的电流I 、报警器两端的电压U 、电源的输出功率P 的变化情况，下列判断正确的是 ( )A ．I 变大，P 变大B ．I 变小，U 变小C ．I 变小，P 变大D ．I 变大，U 变小解析：选BC 出现火情时，由图乙可以看出半导体热敏材料的电阻随温度的升高而减小，R 3的阻值变小，总电阻变小，所以总电流增大，内电压增大，外电压U 减小；R 1两端电压增大，R 2、R 3并联部分的电压减小，显示器的电流I 变小；由于电源的内阻值小于外电路的阻值，所以输出功率P 随外电阻的减小而增大，故选项B 、C 正确．2．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小解析：选B 由图知电压表测量路端电压，电流表A 1测量流过R 1的电流，电流表A 2测量流过R 2的电流．R 2的滑动触点向b 端移动时，R 2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U 减小，R 3电压增大，R 1、R 2并联电压减小，通过R 1的电流I 1减小，而总电流I 增大，则流过R 2的电流I 2增大．故A 、C 、D 错误，B 正确．3．(多选)如图所示的电路由电源、电阻箱和电流表组成，电源电动势E ＝4 V ，内阻r ＝2 Ω.电流表内阻忽略不计，闭合开关，调节电阻箱，当电阻箱读数分别等于R 1和R 2时，电流表对应的读数分别为I 1和I 2，这两种情况下电源的输出功率相等．下列说法中正确的是( )A ．I 1＋I 2＝2 AB ．I 1－I 2＝2 AC ．R 1＝1 Ω2R 2D ．R 1＝4 Ω2R 2解析：选AD 根据闭合电路欧姆定律可知，I 1＝E R 1＋r ＝4R 1＋2，I 2＝E R 2＋r ＝4R 2＋2，两种情况下电源的输出功率相等，I 21R 1＝I 22R 2，联立解得I 1＋I 2＝2 A ，R 1＝4 Ω2R 2，A 、D 选项正确．4．(多选)如图所示的电路，当滑动变阻器滑片P 由a 滑到b 的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，则下列各组数据中可能出现的是( )A ．ΔU 1＝0，ΔU 2＝1.5 V ，ΔU 3＝1.5 VB ．ΔU 1＝1V ，ΔU 2＝2 V ，ΔU 3＝3 VC ．ΔU 1＝3V ，ΔU 2＝1 V ，ΔU 3＝2 VD ．ΔU 1＝1V ，ΔU 2＝1 V ，ΔU 3＝2 V解析：选BD 滑动变阻器的滑片P 从a 滑向b 的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，U 2增大，路端电压U 1减小，则变阻器两端电压U 3减小．由于U 1＝U 2＋U 3，U 1减小，则知ΔU 2＜ΔU 3，ΔU 1＜ΔU 3，所以B 、D 是可能的，A 、C 不可能．故B 、D 正确，A 、C 错误．5.如图所示的电路中，电源的内电阻r ＝0.6 Ω.电阻R 1＝4 Ω，R 3＝6Ω，闭合开关后电源消耗的总功率为40 W ，输出功率为37.6 W ．求：(1)电源电动势E ；(2)电阻R 2的阻值．解析：(1)电源内电路发热功率P r ＝I 2r ＝(40－37.6)W ＝2.4 W则电路中电流I ＝2 A电源总功率P ＝IE ＝40 W ，得E ＝20 V .(2)外电路总电阻R 满足E ＝IR ＋Ir ，得R ＝9.4 Ω，R ＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2 解得R 2＝7 Ω.答案：(1)20 V (2)7 Ω6.如图所示电路中，电阻R 1＝R 2＝R 3＝10 Ω，电源内阻r＝5 Ω，电压表可视为理想电表．当开关S 1和S 2均闭合时，电压表的示数为10 V ．求：(1)通过电阻R 2的电流为多大？(2)路端电压为多大？(3)电源的电动势为多大？(4)当开关S 1闭合而S 2断开时，电压表的示数变为多大？解析：(1)I 2＝U 2R 2＝1010A ＝1 A. (2)路端电压等于外电路电压，故U ＝I 2⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝1×(10＋5)V ＝15 V.(3)又U ＝E －I 2r ，故E ＝U ＋I 2r ＝15 ＋1×5 V ＝20 V.(4)当开关S 1闭合而S 2断开时，电路是R 1、R 2串联再与电源构成闭合电路，电压表示数等于外电路电压．U ＝E R 1＋R 2＋r (R 1＋R 2)＝2010＋10＋5×20 V ＝16 V . 答案：(1)1 A (2)15 V (3)20 V (4)16 V。
高中物理《闭合电路的欧姆定律》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点：练习：课件：教案：[学习目标]1.会从能的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律.2.理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律．(重点)3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算．(难点)结论：①R增大→U外增大；②外电路断路时U外＝E；③外电路短路时U外＝0.2．路端电压与电流关系(1)公式：U外＝E－Ir.(2)图象(UI图象)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电动势越大，闭合电路的电流就越大．(×)(2)电源的内阻越大，闭合电路的电流就越小．(×)(3)电源一定时，负载电阻越大，电流越小．(√)(4)电源发生短路时，电流为无穷大．(×)(5)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势．(×)2．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.10 V B．0.20 VC．0.30 D．0.40 V3．(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大AD[由图象可知两电源的UI图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A 项正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误．由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确．]1.闭合电路中的几个关系式2.特别提醒(1) 外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生．(2) 外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算．【例1】如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．思路点拨：(1)两表读数增减的分析：①开关S断开后，外电阻的变化：由R1、R2并联变化为只有R1接入电路，电阻变大；②两表读数的变化：电流表读数减小，电压表读数变大．(2)电压表测量的是路端电压，电流表测量的是干路电流，它们之间的关系满足闭合电路欧姆定律，即U ＝E－Ir.[解析]当S闭合时，R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小．当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，即1.6＝E－0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U′＝E－I′r，即1.6＋0.1＝E－(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω.[答案]2 V1 Ω闭合电路问题的求解方法(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．(2)求干路中的电流：若各电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求．(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流．1.如图所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω.求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？[解析]对R2，有U2＝I2R2＝0.4×15 V＝6 V则R1和r上的电压U＝E－U2＝(12－6) V＝6 V[答案]30 Ω闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化．其分析的一般思路为：(1)明确电路结构，即电路各元件的连接方式；(2)明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化；(4)运用U内＝I总r判断U内的变化；(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化；(6)运用电学公式实行定性分析各支路相关量变化．【例2】如图所示的电路中，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大思路点拨：(1)滑动变阻器的滑动端向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小．(2)分析电路的动态变化的一般思路是“先局部后整体再局部”．A[滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A正确．]直流电路的动态分析思路基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况．2.(多选)在如图所示的电路中，闭合S，A、B、C三只灯均正常发光，当可变电阻R′的滑动触头上移时，对A、B、C三只灯亮度的变化，下列叙述正确的是()A．A灯变亮B．B灯变亮C．C灯变亮D．三灯均变暗AC[滑动触头上移，R′变大，则R总变大，I总＝R总E 减小，U内＝I总r减小，U外＝E－U内增大，A灯变亮，A正确；I支＝I总－I A，I支减小，B灯与R并联部分的电压减小，C灯与R′并联部分电压增大，故B灯变暗，C灯变亮，C正确，B、D错误．]1.电源的有关功率和电源的效率(1)电源的总功率：P总＝IE＝I(U内＋U外)．(2)电源的输出功率：P出＝IU外．(3)电源内部的发热功率：P′＝I2r.(4)电源的效率：2．输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中，电源的输出功率为(2)当R>r时，随着R增大，P减小．(3)当R<r时，随着R增大，P增大．【例3】电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω.(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？思路点拨：(1)由题图乙可求出电源的电动势和内电阻，注意纵轴坐标原点不从0开始．(2)R0为定值电阻，其电流越大，消耗功率越大．(3)对电源来说，R＋R0为电源外电阻，当r＝R0＋R时，电源输出功率最大．[解析](1)由题图乙知电源的电动势和内阻为：E＝20 V，＝7.5 Ω由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，[答案](1)010.9 W(2)4.5 Ω13.3 W上例中，当R为何值时，R消耗的功率最大？最大值为多少？提示：把R0看作电源内电阻，则电源的等效内阻为r′＝r＋R0＝10.5 Ω即当R＝r′＝10.5 Ω时，R消耗的功率最大，3.如图所示，线段A为某电源的UI图线，线段B 为某电阻的UI图线，当上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率η多大？[解析](1)由A的图线可读出[答案](1)4 W(2)2 W(3)66.7%电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，判断故障的基本方法有两种．1．仪表检测法(1)电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R0串联组成的，内部结构如图甲所示．(2)用电压表检测如图乙所示，合上开关S，若电压表有示数，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个高电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在．2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理．推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法．【例4】如图所示，电灯L标有“4 V1 W”，滑动变阻器R的总电阻为50 Ω.当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5 A，电压表示数为10 V．若导线连接完好，电路中各处接触良好．试问：(1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(3)电源的电动势和内电阻为多大？[解析](1)电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压U＝U2＝I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在外电路某处发生断路．由于电流表有读数，R2不可能断路，电压表也有读数．滑动变阻器R也不可能断路，只可能是电灯L发生断路．(2)L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，电压表示数即为路端电压(3)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir.故障前E＝9＋(0.45＋0.25)r，故障后E＝10＋0.5r.得r＝5 Ω，E＝12.5 V.[答案](1)电灯L发生断路(2)20 Ω(3)12.5 V5 Ω如果某用电器被短路，则它两端的电压为零；如果电路中某处断路(且只有一处)，则断路处电压不为零，这是解决故障问题的主要依据．4.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的．现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是()A．R3断路B．R1短路C．R2断路 D．R1、R2同时短路C[灯泡A比原来暗了些，说明灯泡A的电流和电压变小；灯泡B比原来亮了些，说明灯泡B的电压和电流变大．采取代入排除法，将选项逐个代入分析：R3断路→R外增大→R总变大→I总减小→U外变大，则易知灯泡A、B两端电压变大，由此可知两灯均变亮，故A错误；R1短路→R外减小→R总减小→I总增大，易知通过灯泡A和B的电流变大，两灯变亮，B错误；同理分析可知C选项正确，D选项错误．]1．关于电源的电动势，下列说法中正确的是()A．电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压的大小，所以当电源接入电路时，电动势的大小将发生变化B．电路闭合时，并联在电源两端的电压表的示数就是电源电动势的值C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量D．在闭合电路中，电动势等于内、外电路上电压之和，所以电动势实际上就是电压C[直接利用电动势的概念分析判断可知，选项C正确．]2.(多选)如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电源电动势大于电路B的电源电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻3.如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大A[滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此电路总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗的功率变大，C错误；定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误．]4．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为()A．E＝2.4 V，r＝1 ΩB．E＝3 V，r＝2 ΩC．E＝2.4 V，r＝2 ΩD．E＝3 V，r＝1 ΩB[外电路断开时的路端电压等于电动势，即E＝3 V，接上8 Ω的负载电阻后，。
高中物理.闭合电路欧姆定律课时作业选修解析
闭合电路欧姆定律如图所示是两个闭合电路中两个电源的U－I图象，下列说法中错误的是，发生短路时的电流I1>I2．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大电源的电动势和内阻的测定可以通过U－图线的横截距)，结合内阻r的斜率绝对值，由图线可以得到断开时，电压表示数为3 V之比为( )断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：，所以U内＝E－U外＝本题中小灯泡刚好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流，两端电压达到额定电压U额＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动电阻E－，滑动变阻器滑片P向左移动，．电流表读数变小，电压表读数变大当滑片向左滑动时，电路中的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，所以电流表的示数减小，电压表的示数增大．小灯泡的电流是干路电流，因为路端电压增大，小灯泡两端电压减小，，断开哪个开关后P会向下运动？( )油滴悬浮在极板之间，说明油滴受到的电场力与重力平衡．则需要使平行板间的电场减小，也就是降低平行板间的电压．，使电容器与电源脱离，同时使极板的电荷通过放电，这样就达到了降低电压的要求．因此应选C.亮，其功率等于额定功率亮，其功率等于额定功率支路的总功率较另一支路的大考查直流电路的分析．当单刀双掷开关S置于位置两端电压低于额定电压6 V5 Ω，R2＝6 Ω，E＝6)闭合瞬间，电流表的读数为0.5 A闭合瞬间，电压表的读数为5.5 V闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过稳定时电容器相当于断路，I＝ER1＋R2＋r＝，电压表读数小于5.5 V，，内阻r＝0.5 Ω，标有“8Ω，求：正常发光，路端电压等于灯泡额定电压U－I曲线，由图可知时，电路中电流为5 A－Ir得E＝2 V，r＝利用右图所示电路可测出电压表的内阻，电源的内阻可以忽略．U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的由闭合电路的欧姆定律E＝U＋IR＝U＋UR V·R·R，故选C.．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )B．增大R2的阻值．增大两板间的距离D．断开电键S电容对直流电有阻碍作用，R2不分压，U C＝U R1，增大R2对电容无影响，油滴，电流减小，内阻分压减小，U R1增大．电容器间场强错；增大两板间距离，电容器场强变小，油滴向下运动，容器放电，油滴向下运动，D错，选B.、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是为理想电压表，当电阻箱读数为时，电压表读数为读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值U。
高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律
高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律：公式：rR EI +=；变式：)(r R I E +=；内外U U E +=；Ir E U -=；高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律R1R 2A1ErS示数为I1=0.20A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电源的电动势和内电阻.举一反三：1、在例1的基础上，如果没有电流表，只有电压表，如何设计求电源的电动势和内阻。
二、路端电压与负载的关系1、路端电压U：就是外电压；2、负载R：电路中消耗电能的元件称为负载；3、路端电压U与负载R的关系UIO12Ir E U -= rR EI +=①当R 增大时，I 减小，所以外电压U 增大； ②当R 减小时，I 增大，所以外电压U 减小； 4、路端电压U 与电流I 的关系图象 （1）图象的截距（如图所示）：①外电路断路时，即R →∞时，I=0，Ir=0，外U =E ，即直线在纵坐标上的截距表示电源的电动势E ； ②外电路短路时，即R=0，I=rE（称为短路电流），外U =0，即直线在横坐标上的截距表示为短路电流I 短。
（2）直线的斜率： 由短短得I Er r E I ==，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻，即IUr ∆∆=，直线的斜率绝对值越大，内阻r 越大。
注意：θtan ≠r ，因为对于同一个电源，坐标标度不同，θ不同。
例1、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r 1和r 2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I 和路端电压U 的关系如图所示,可以判定( )A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E 1>E 2,r 1>r 2C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等D.E 1>E 2,r 1<r 2举一反三：1、如图所示，在同一坐标系中画出a 、b 、c 三个电源的U 一I 图象，其中a 和c 的图象平行，下列说法中正确的是 （ ）A ． Ea<Eb ，ra=rbB ． Eb=Ec ，rc>rbC ． Ea<Ec ，ra=rcD ． Eb<Ec ，rb=rc三、闭合电路的电源的功率和效率1．电源的总功率：P 总＝EI ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内．若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I 2(R ＋r)＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．若外电路是纯电阻电路，则有 P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R ＋4r.由上式可以看出(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为Pm ＝E 24r . (2)当R>r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． (3)当R<r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．(4)当P 出<Pm 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1·R 2＝r 2. (5)P 出与R 的关系如图所示．4．电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R ×100%因此R 越大，η越大；当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.η－R 图象如图所示．例1、 如图所示，电源电动势E ＝3 V ，内阻r ＝3 Ω，定值电阻R 1＝1 Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10 Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R 2为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？电阻R 1消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？ErRs举一反三：1、如图所示的电路中,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时， 电压读数为U 1=4V;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V, 求: (1)电源的电动势E 和内阻r.(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最值Pm 为多少?四、闭合电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：1．程序法：部分→整体→部分.(2)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．2．直观法任一电阻阻值增大，必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大． 3．“并同串反”规律所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．即 }U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→{ U 并↑I 并↑P 并↑4．极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．例1、如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大举一反三：1、在如图所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50Ω，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是（）A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮五、含电容器电路问题的分析：分析和计算含有电容器的直流电流时，要注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端电压．电容器稳定时，相当于此处电路断路．(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容将充电；反之，电容器将对与它并联的电路放电．例1、如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝4 μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？举一反三R2C s2s1ER1高二物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律流过电阻R1、R2的电流方向,以下判断正确的是（ )A、若只断开S1,流过R1的电流方向为自左向右B、若只断开S1,流过R1的电流方向为自右向左C、若只断开S2,流过R2的电流方向为自左向右D、若只断开S2,流过R2的电流方向为自右向左2、如图,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.电池内阻可忽略.(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.R1R2高二物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律EC s六、电路故障分析：电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯，灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象．检查故障的基本方法有两种：1．电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路．如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路．2．用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在．例1、用电压表检查如图所示电路中的故障，测得U ad＝5.0 V，U cd＝0 V，U bc＝0 V，U ab＝5.0 V，则此故障可能是()A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路R 1R 2R 3SErR 123SE r举一反三：1、如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V, Uad=0V, Ucd=6V, 由此可以判定 ( )A 、L1和L2 的灯丝都烧断了B 、L1的灯丝烧断C 、L2的灯丝烧断D 、变阻器R 断路2、如图所示的电路中,开关S 闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障 ( )A 、R1短路B 、R2短路C 、R3短路D 、R1断路闭合电路的欧姆定律习题1．如图所示为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220V．那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况2．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时，S与S均闭合，现将S断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大3．如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则( )A．I＝0.75 AB．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 CD．q＝1×10－5 C4．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大5．如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线，用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V．则该电路可能是下图中的( )6．某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．以下判断错误的是( )A．直线a表示电源的总功率B．曲线c表示电源的输出功率C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 ΩD．电源的最大输出功率Pm＝9 W7.在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，下列说法中正确的是( )A ．L 1、L 2两个指示灯都变亮B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗C ．L 1变亮，L 2变暗D ．L 1变暗，L 2变亮8．如图所示电路中，电源电动势E 恒定，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R 3＝5 Ω.当开关K 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相等．则以下说法中正确的是( )A ．电阻R 1、R 2可能分别为4 Ω、5 ΩB ．电阻R 1、R 2可能分别为3 Ω、6 ΩC ．开关K 断开时电压表的示数一定小于K 闭合时的示数D ．开关K 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω9．如图甲所示为某一小灯泡的U －I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R 串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V 的电源两端，如图乙所示，则( )A ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W D．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W10．在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K接c时，通过R2的电流．闭合电路欧姆定律1．C 2.B 3.AD 4.A 5.B6．D [电源的总功率为P E ＝EI ，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2r ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，所以直线a 表示电源的总功率，选项A 正确；曲线b 表示电源内部的发热功率，曲线c 表示电源的输出功率，选项B 正确；直线a 的斜率表示电动势E ，解得E ＝3 V ，由曲线b 上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C 正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm ＝E24r＝2.25 W ，对应曲线c 的最高点，选项D 错误．]7．B [当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L 1灯变暗，通过其电流减小；由U 1＝I 2R 1及I 2＝I －I 1可知R 1分担电压增大，L 2及R 2两端电压减小，L 2功率减小而变暗，选项B 正确．]8．AD [将R 3和电源串联在一起看做等效电源，则该等效电源的电动势为E ，等效内阻为r ′＝r ＋R 3，K 闭合时，两电表的示数分别为：U ＝R 1E R 1＋r ′，I ＝E R 1＋r ′.当K 断开时，两电表的示数分别为：U ′＝R 1＋R 2E R 1＋R 2＋r ′，I ′＝ER 1＋R 2＋r ′.又U ′＝E 1＋r ′R 1＋R 2>U ＝E1＋r ′R 1，故选项C 错．由以上各式可得：U ′－UI －I ′＝r ′，故D 选项正确．据题意，UI ＝U ′I ′，代入解得：R 1(R 1＋R 2)＝r ′2，显然A 选项正确，B 选项错误．]9．B [若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，则电源输出电流为I ＝0.4 A ，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U ＝E －I(R ＋r)＝3 V ．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A 时小灯泡两端电压仅为1.3 V ，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A ，A 、C 错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，由题图甲可知小灯泡两端电压为2.0 V ，电阻R 和内阻r 上的电压为3.0 V ，此时每盏小灯泡的电功率为P ＝UI ＝0.6 W ，B 正确、D 错误．]10．(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A解析 (1)K 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式可得 通过电源的电流I 1＝PR 2＝1 A ， 电源两端的电压U 1＝ PR 2＝4 V. (2)K 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ，① K 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω， 通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A ，高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律21 / 21 这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r.②联立①②式得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω.(3)K 接c 时，R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω，总电流I 3＝E/R 总＝1 A ，通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A. 易错点评1．在第6题中，由于考生对各个功率的表达式不清晰，或不能把各功率的表达式与各个图象对应起来，不能理解图象的交点，最值的意义，导致无从下手解题．2．对于第7题，有关闭合电路动态分析的问题，错误主要有两个方面：①不能按正常程序进行分析，凭想当然去做题．②不根据闭合电路欧姆定律进行定量分析与计算，导致错误．3．在10题中，清楚电键K 接a 、b 、c 时的等效电路，明确各电阻间的串并联关系是解题成功的关键．。
高三物理第一轮复习：闭合电路的欧姆定律知识精讲
高三物理第一轮复习：闭合电路的欧姆定律知识精讲【本讲主要内容】闭合电路的欧姆定律1. 知道电源电动势和内阻的物理意义。
2. 理解闭合电路的欧姆定律及公式，并能用来解决电路问题。
3. 理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，并能用来分析计算电路问题。
【知识掌握】 【知识点精析】1. 电源的电动势和内电阻（1）电源的电动势Ｅ：表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。
它是由电源本身的性质决定的，跟外电路的组成无关。
不同的电源，电动势不同。
电动势越大，说明它在移送同样电荷的过程中能够把更多的其他形式的能转化为电能，能够维持导体两端的持续的电压。
电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
（2）电源的内电阻r ：电源内部电路的电阻。
电流通过内电路时要产生热量，电能转化为内能。
2. 闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟闭合电路的总电阻成反比。
即rR EI +=或E ＝Ｉ（R ＋r ） E ＝U ＋Ir 等。
3. 路端电压Ｕ同外电阻R 的关系： （1）关系式：U ＝E －Ir （2）U ＝IR ＝Rr 1E rR ER+=+R ↑（↓）⇒rR EI +=，Ｉ↓（↑）⇒U ＝E －Ir ，U ↑（↓） 即路端电压随外电阻增大（减小）而增大（减小）。
外电阻R →∞电流I →0则内电压为0，外电压U=E 。
所以可以用内阻很大的电压表粗测电源的电动势。
外电阻R →0电流I=rE则内电压为E ，外电压U=0。
因电源的内阻很小，电流很大，易烧坏电源，应避免长时间发生。
4. 闭合电路的欧姆定律的U －I 图象（1）实线是通过实验所测得的数据实际得到的图线，虚线是将实线外推而得到的理论上存在的图线。
（2）图线与纵坐标的交点表示外电路断路时的路端电压，其值为E 。
（3）图线与横坐标的交点表示外电路短路时的短路电流，其值为E/r 。
（4）图线的斜率的绝对值表示内电阻。
5. 闭合电路的功率根据能量守恒有EIt=UIt+rt I 2（1）电源的总功率：电源把其它形式的能转化为电能的功率P=IE=IU+I U '（2）电源的输出功率：外电路消耗的功率P=IU=IE －r I 2 当电路为纯电阻电路时，其大小与外电路的负载电阻的大小、电源的电动势和内阻有关系，此时其表达式Rr4)r R (R E R )r R E (R I P 2222+-=+== 可见当R=r 时，电源的输出功率最大r4E P 2m =此时电源的效率%50rR RIE IU =+==η（3）电源内耗的功率：P=r I 2【解题方法指导】一. 闭合电路的计算［例1］（2001年春理综）如图所示，AB 、CD 为两根平行的相同的均匀的电阻丝。
高二物理选修3-1闭合电路欧姆定律 演示文稿
A．L1、L4变亮，L2、L3变暗； B．L2变亮，L1变暗，L3、L4 亮度不变； C．L1变暗，L3、L4变度不变， L2无法判断； D．四只灯泡亮度都变暗。
L1 L3 P
L2
K L4
分析：
P向左移 右 R R 总 I U内 Ir R总 U外 U 外 U内 I 4 R4 I 2 I I 4 U 2 I 2 R 2 U1 U1 U 外 U 2 I1 R1 I 3 I 2 I1
I/Ａ
讨论：1、外电路断开的状态对应于图中的 哪一点？怎样看出这时路端电压与 电动势的关系？
二、路端电压与负载的关系
• 设置情景: U/V • 设电源的电动势E=3V， 内阻r=2Ω。请根据路 端电压与电流的关系 E=３v 式U=E-Ir，以U为纵坐 标，I为横坐标，做出 U与I关系的函数图像。 O
L1 L3 P
L2
L1
L3 P
K L4 L2
L4
K
因此：L1、L4变亮，L2、L3变暗
应用2：
如图：求R=？时，电源的输出功率最大。
解：由闭合电路欧姆定律可知：
I (R r )
2
R PI R 2 (R r )
2
R
.r
2 R 2 2 2 2 (R r ) (R r ) (R r ) 2 4r R R R 2 因此：当R=r时有最大的输出功率: Pm 4r
I短＝１.５Ａ
讨论：3、电源短路的状态对应于图中哪 一点？怎么样读出这时电流大小？
在横轴上的截距表示 电源的短路电流
I短 E / r
二、路端电压与负载的关系
• 设置情景: U/V • 设电源的电动势E=3V， 内阻r=2Ω。请根据路 端电压与电流的关系 E=３v 式U=E-Ir，以U为纵坐 标，I为横坐标，做出 U与I关系的函数图像。 O
闭合电路的欧姆定律课堂精讲+课时作业(解析版)
12.2闭合电路的欧姆定律一．电动势例1．铅蓄电池的电动势为2V ，这表示（ ）①电路通过1C 的电荷量，电源把2J 的化学能转化为电能； ②电源没有接入电路时，其两极间的电压为2V ； ③电池内电压为2V ；④铅蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池大 A ．①②③ B ．②③④C ．①③④D ．①②④【答案】D【详解】①．铅蓄电池的电动势为2V ，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J ，即2J 化学能转化为电能，故①正确；②．电源两极间电压，当电源不接入电路时，等于电源的电动势为2V ，故②正确；③．电源内电压是内电阻对应的电压，小于电源电动势，故③错误；④．源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势2.0V 比一节干电池的电动势1.5V 大，故④正确。
故选D 。
例2．如图所示，已知电源电动势 6.0V E =，内阻0.5Ωr =，定值电阻1 5.5ΩR =，2 2.0ΩR =。
求：（1）开关1S 闭合而2S 断开时电压表的示数； （2）开关1S 和2S 都闭合时电压表的示数。
【答案】（1）4.8V ；（2）4.4V【详解】（1）开关1S 闭合而2S 断开时，据闭合电路欧姆定律可得，干路电流为12E I R r=+电压表的示数为112U I R =联立解得1 4.8V U =（2）开关1S 和2S 都闭合时，1R 和2R 并联阻值为1212R R R R R =+此时干路电流为 2EI R r=+电压表的示数为22U I R =联立解得2 4.4V U = 例3．在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r ，设电流表A 1的读数为I 1，电流表A 2的读数为I 2，电压表V 1的示数为U 1，电压表V 2的读数为U 2，当R 5的滑片向a 端移动过程中，电流表A 1的读数变化量大小为ΔI 1，电流表A 2的读数变化量大小ΔI 2，电压表V 1的读数变化量大小为ΔU 1，电压表V 2的读数变化量大小为ΔU 2，则（ ）A ．U 1变小，U 2变小，22U I∆∆不变 B ．I 1变大，ΔU 1<ΔU 2，11U I ∆∆变小 C ．I 1变小，I 2变小，22U I ∆∆变小 D ．I 1变大，ΔU 1>ΔU 2，11U I ∆∆不变 【答案】A【详解】AC ．当R 5的滑片向a 端移动过程中，R 5的阻值变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可得()1112112EI U E I r U E I r R R R r==-=-+++外，，可知，I 1变大，U 1变小，U 2变小。
高中物理最基础考点考点闭合电路的欧姆定律新人教选修
考点18 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律(选修3-1第二章：恒定电流的第七节闭合电路的欧姆定律)★★★○○○○1、闭合电路欧姆定律内容：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、公式： （1）I=ER r，只适用于纯电阻电路（E 为电源的电动势，R 为外电路电阻，r 为电源的内阻）； （2）E=U 外+U 内，适用于任何电路（U 外为外电路电压，也叫路端电压，U 内为内电路电压）。
1、路端电压U 与电流I 的关系 （1）关系式：U ＝E －Ir. （2）电源的U －I 图象如图所示．①当电路断路即I ＝0时，U=E ，即纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流，I 短＝E r．③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．即r ＝|ΔU ΔI |＝EI m ，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。
④图线上任一点对应的U 、I 的比值为此时外电路的电阻，即R ＝UI。
⑤图线上任一点对应的U 、I 的面积UI 为电源的输出功率，而电源的总功率P 总＝EI ，P 总－P 出＝EI－UI为电源的发热功率。
2、路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝ER＋r·R＝E1＋rR，当R增大时，U增大特殊情况(1)当外电路断路时，I＝0，U＝E(2)当外电路短路时，I短＝Er，U＝0（四川省资中县球溪高级中学2020学年高二上学期12月考）如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )A. 电流都是I0时，两电源的内电压相等B. 路端电压都为U0时，它们的外电阻相等C. 电源甲的内阻小于电源乙的内阻D. 电源甲的电动势小于电源乙的电动势【答案】B【精细解读】A项：电流都是I0，由图看出电源甲的内阻大于电源乙的内阻，两电源的内电压不相等．故【点拨】解决本题关键是学生理解U-I图像的物理意义：横坐标截距为短路电流，纵坐标截距为电源电动势，图像斜率绝对值为电源内阻。
人教版高中物理必修三闭合电路的欧姆定律课后习题答案及解析
3．许多人造地球卫星都用太阳电池供电（图12.2-7）。太阳电池由 许多片电池板组成。某电池板不接负载时的电压是600 μV，短路电 流是30 μA。这块电池板的内阻是多少？
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据E=I短r r=E/I短 代入数据可得r=20Ω
4．电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V。 如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多少？如果6.0 Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？
5．现有电动势为1.5 V、内阻为1.0 Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对 一个工作电压为6.0 V、工作电流为0.1 A的用电器供电。
问：最少需要用几节这种电池？电路还需要一个定值电阻来分压，请计算这个电阻的 阻值。
6．图12.2-8是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作， 车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。请分 析以上现象发生的原因。
当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，由于电动 机电流较大，干路电流I变大，车灯电压会变小，车灯变 暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作， 车灯恢复正常亮度。
人教版高中物理必修三
闭合电路的欧姆定律
课后习题答案及解析
1．某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什 么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？
某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是瓦，电 源的总功率为P=EI，则EI表示单位时间内电源将其他形式的能转 化为电能的值.
高考物理易错题专题三闭合电路的欧姆定律(含解析)及解析
高考物理易错题专题三闭合电路的欧姆定律(含解析)及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m ＝1×10－14kg ，电荷量q ＝－1×10－14C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m /s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差(2)ab 两端的路端电压；(3)金属棒ab 运动的速度．【答案】(1) 竖直向下；0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又MN U E d＝ 所以U MN ＝mgd q＝0.1 V （2）由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝3MN U R ＝0.05 A 则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I ×0.5R 1＝0.4 V .（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BLv由闭合电路欧姆定律得E ＝U ab ＋Ir ＝0.5 V联立解得v ＝1 m /s .2．如图所示，水平U 形光滑框架，宽度1L m =，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量0.2m kg =，电阻0.5R =Ω，匀强磁场的磁感应强度0.2B T =，方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒，当ab 棒的速度达到2/m s 时，求此时： ()1ab 棒产生的感应电动势的大小；()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向；()3ab 棒所受安培力的大小和方向；()4ab 棒的加速度的大小．【答案】（１）0.4V （２）0.8A 从a 流向b （３）0.16N 水平向左 （４）24.2/m s【解析】【分析】【详解】试题分析：（1）根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ，求出电动势的大小．（2）由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向.（3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向．（4）根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度．（1）根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯=（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===，由右手定则可知电流方向为：从a 流向b（3）ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=，由左手定则可知安培力方向为：水平向左（4）根据牛顿第二定律有：F F ma -=安，得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m 安--=== 3．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R 是可变的，电源的电动势为E ，电源的内阻为r ，其余部分的电阻均可忽略不计。
选修3-1第七章第2讲电路闭合电路欧姆定律-高考物理选考一轮复习讲义
第2讲电路闭合电路欧姆定律知识排查电阻的串联、并联闭合电路的欧姆定律1.基本概念、规律2.路端电压与外电阻的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图1所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为内阻。
图1小题速练1.思考判断(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)当外电阻增大时，路端电压也增大()(3)闭合电路中的短路电流无限大()(4)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压()(5)电动势就等于电源两极间的电压()(6)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小()(7)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(8)电源的输出功率越大，电源的效率越高()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2.[人教选修3－1·P63·T1]一个电源接8 Ω 电阻时，通过电源的电流为0.15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为()A.2 V 1.5 ΩB.1.5 V 2 ΩC.2 V 2 ΩD.1.5 V 1.5 Ω解析由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1.5 V。
答案 B3.[人教选修3－1·P52·T4改编]如图2是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。
已知电流表的内阻R g为500 Ω，满偏电流I g为1 mA，则电阻R1、R2的值()图2A.9 500 Ω 90 000 ΩB.90 000 Ω 9 500 ΩC.9 500 Ω 9 000 ΩD.9 000 Ω 9 500 Ω解析 接a 、b 时，由串联电路特点有R 总＝R 1＋R g ＝U 1I g得R 1＝U 1I g－R g ＝9 500 Ω。
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闭合电路欧姆定律
如图所示是两个闭合电路中两个电源的U－I图象，下列说法中错误的是
，发生短路时的电流I1>I2
．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
电源的电动势和内阻的测定可以通过U－
图线的横截距)，结合内阻r
的斜率绝对值，由图线可以得到
断开时，电压表示数为3 V
之比为( )
断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：
，所以U内＝E－U外＝
本题中小灯泡刚好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流
，两端电压达到额定电压U额＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动电阻
E－
，滑动变阻器滑片P向左移动，
．电流表读数变小，电压表读数变大
当滑片向左滑动时，电路中的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，所以电流表的示数减小，电压表的示数增大．小灯泡的电流是干路电流，
因为路端电压增大，小灯泡两端电压减小，
，断开哪个开关后P会向下运动？( )
油滴悬浮在极板之间，说明油滴受到的电场力与重力平衡．则需要使平行板间的电场减小，也就是降低平行板间的电压．
，使电容器与电源脱离，同时使极板的电荷通过
放电，这样就达到了降低电压的要求．因此应选C.
亮，其功率等于额定功率
亮，其功率等于额定功率
支路的总功率较另一支路的大
考查直流电路的分析．当单刀双掷开关S置于位置
两端电压低于额定电压6 V
5 Ω，R2＝
6 Ω，E＝6
)
闭合瞬间，电流表的读数为0.5 A
闭合瞬间，电压表的读数为5.5 V
闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过
稳定时电容器相当于断路，I＝E
R1＋R2＋r
＝
，电压表读数小于5.5 V，
，内阻r＝0.5 Ω，标有“8
Ω，求：
正常发光，路端电压等于灯泡额定电压
U－I曲线，由图可知
时，电路中电流为5 A
－Ir得E＝2 V，r＝
利用右图所示电路可测出电压表的内阻，电源的内阻可以忽略．
U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的
由闭合电路的欧姆定律E＝U＋IR＝U＋U
R V
·R
·R，故选C.
．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器
S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
B．增大R2的阻值
．增大两板间的距离D．断开电键S
电容对直流电有阻碍作用，R2不分压，U C＝U R1，增大R2对电容无影响，油滴
，电流减小，内阻分压减小，U R1增大．电容器间场强
错；增大两板间距离，电容器场强变小，油滴向下运动，
容器放电，油滴向下运动，D错，选B.
、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是
为理想电压表，当电阻箱读数为
时，电压表读数为
读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值
U。