湖北省黄石市高中物理 2.7.1 闭合电路的欧姆定律学案

第7节 闭合电路欧姆定律（第1课时）
【知识要点】
1．闭合电路欧姆定律
⑴内容：闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比．
⑵公式：r
R E I +=
，常用的表达式还有：E ＝IR +Ir =U +U ′，和U =E -Ir 注意：①r R E I +=只适用于外电路是纯电阻的闭合电路． ②U =E -Ir 既适用于外电路是纯电阻的闭合电路，也适用于外电路是非纯阻的电路
2．电源的U -I 图象 由U =E -I 如图r 可得：
⑴纵轴的截距表示开路电压，即电源的电动势。

⑵横轴的截距表示短路电流，且I 短路=E /r 。

⑶图象的斜率的绝对值表示电源的内阻，r ＝E /I 短路=ΔU /ΔI ，注意
区分定值电阻的U -I 图象与电源的U -I 图象。

3．路端电压U 和内电压U ′随外电阻R 变化的讨论
⑴电源的电动势和内电阻是由电源的本身决定的，并不随外电路的电阻的变化而改变。

⑵电源输出电压（路端电压）为：E r
R R U +=，随R 的增加而增加。

⑶电源内电压为：E r R r U +='，随
R 的增加而减小。

⑷E ＝U +U ′电源的电动势等于外电压和内电压之和。

4．用相同的电池组成电池组：E 串=nE ，r 串=nr ；E 并=E ，r 并=r/n 。

【练习提升】
1．关于电动势的说法，错误的是（ BC ）
A ．电动势就是电压，它是内外电压之和
B ．电动势不是电压，但它数值上等于内外电压之和
C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
D ．电动势的大小与外电路的结构有关
2．在电源一定的电路里，下面说法正确的是（ B ）
A ．外电路电阻增加一倍，路端电压也增加一倍
B ．电源电动势等于内电路与外电路的电压之和
C ．外电路短路时，路端电压等于电源的电动势
D ．路端电压一定大于内电路电压
3．手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出微弱的光，把它们取出来，用电
压表测电压，电压表示数很接近 3V ，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作。

下列说法正确的是（ BD ）
A ．这两节干电池的电动势减小了很多
B ．这两节干电池的内电阻增大较大
C ．这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡的额定电压小
D ．这台电子钟正常工作时电流一定比手电筒里的小灯泡的正常工作电流小
4．如图所示为研究闭合电路的内电压、外电压和电动势之间关系的实验装置，关于对这一装置的分析，下列说法中正确的是（BCD ） A ．a 和c 分别接电压表V 1和V 2的正极
B ．采用凹形电解槽可增大电压表V 2的示数
C ．电压表V 1测得的是正确值，而电压表V 2测得的值较真实值偏小
D ．电压表V l 和V 2测得的示数之和应接近于一定值
5．两个相同的电阻R ；当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ，若
将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流变为I ，则电源的内阻为（ B ）
A ．4R
B ．R
C ．R /2
D ．11R /2
6．图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I —U 图象，则下述说法正确
的是（ C ）
A ．电动势ε1=ε2，发生短路时的电流强度I 1＞I 2
B ．电动势ε1=ε2，内阻r 1＞r 2
C ．电动势ε1=ε2，内阻r 1＜r 2
D ．当两个电源工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大
7．在一个闭合电路中，路端电压为 1．5V, 内电压为0．5V, 则电源的电动势为 V, 在
电路中通过 2C 电量的过程中，电源把 J 的化学能转变成电能，电源输出的电能跟内阻上产生的内能之比为 。

答案：2V ，4J ，3：1
8．如图所示，电路中电源电动势为 E, 内阻为 r , 三个电阻均为 R 。

电键 K 断开时，理想电流表A 示数为 , 当 K 闭合时，电
流表A 示数为 。

答案：r R E +，r R E 32+ 9．课后练习4
10．课后练习5
11．如图所示电路中，电阻R 3=4Ω，电流表示数为0.75A ，电压表的示数
为2V ，若该电路中某一电阻断开，其它不变。

则电流表示数变为0.8A ，
电压表变为3.2V ，不计电表内阻的影响，求电源电动势E 及内阻r 。

⎩⎨⎧Ω
==14r V E
第7节 闭合电路欧姆定律（第2课时）
【知识要点】
1．电源的有关功率
⑴电源的总功率：P 0=IE ⑵电源的内部发热功率：P ′=I 2r .
⑶电源的输出功率：
①一般电路：外内外出U r U IU P ==，当外内U U =时，出P 有极大值，r
E P 42max =。

②纯电阻电路：P ＝I 2R =R r
R E 2)(+，当R =r 时，电源有最大的输出功率：P m =E 2/4r ， 当输出功率为某一值P (P <P m )时，总对应有两个不同的外电阻R 1、R 2，
且它们满足关系式：R 1·R 2=r 2；当R <r 时，P 随R 的增大而增大，当R >r
时，P 随R 的增大而减小．
2．电源的效率
当R ＝r 时，电源有最大的输出功率，但电源的效率却只有η=50％
3．闭合电路的动态分析 4．含电容器的恒定直流电路分析
【练习提升】
1．在纯电阻电路中，关于电源的效率的说法，正确的是（ ABC ）
A ．电源效率等于电源外电阻与闭合电路总电阻的比值
B ．电源的效率等于路端电压U 与电动势E 的比值
C ．电源效率随外电阻的增大而增大
D ．电源的输出功率最大时，电源的效率最高
2．在图电路中，电源电动势是ε，内阻为r ，当滑动变阻器R 3的滑动头向左移动时（ ） A ．电阻R 1的功率将增大 B ．电阻R 2的功率将减小
C ．电源的功率将加大
D ．电源的效率将增加
3．如图所示的两图线分别为某一直流电源的总功率P 随电流I 变化的
图线和同一电源内部消耗的功率P 内随电流I 变化图线，则当通过电
源的电流为2A 时，该电源的输出功率为 ( B )
A ．2W
B ．2.25W
C ．2.5W
D ．3W
4．如图所示的电路中，将滑动变阻器的滑动触点向b 端移动时（ A ）
A ．电压表V 的读数增大，电流表A 的读数减小
B ．电压表V 和电流表A 的读数都增大
C ．电压表V 和电流表A 的读数都减小
D ．由电压表V 的读数减小，电流表A 的读数增大
5．在图电路中，当滑动变阻器滑动键P 向下移动时，则（ ）
A ．A 灯变亮．
B 灯变亮．
C 灯变亮
B ．A 灯变亮．B 灯变亮．
C 灯变暗
C ．A 灯变亮．B 灯变暗．C 灯变暗
D ．A 灯变亮．B 灯变暗．C 灯变亮
6．如图所示的电路中，滑线变阻器的滑片P 从a 滑向b 的过程中，三
只理想电压表的示数变化的绝对值分别为△U 1、△U2、△U3，下列各值可能出现的是（BD ）A．△U1＝3V，△U2=2V，△U3=1V
B．△U1＝1V，△U2=3V，△U3=2V
C．△U1＝0.5V，△U2=1V，△U3=1.5V
D．△U1＝0.2V，△U2=1V，△U3=0.8V
7．在如图所示的电路图中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板
仍带正电且电荷量增大，下列说法中可采用的是( AD )
A．增大R l，其他电阻不变 B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变 D．增大R4，其他电阻不变
8．如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B
是电阻R的两端电压与其中电流I的图象．用该电源与电阻R组成闭
合电路，则电源的输出功率为＿＿＿＿，电源的效率为＿＿＿．
答案：4W，66.7％
9．在图所示电路中，电源电动势E＝5V，内阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，
R0是可变电阻，在R0由零增加到400Ω的过程中，求：
(1)可变电阻R0上消耗的热功率最大条件和最大功率．
(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．
答案：100Ω，1/16W；0.01Ω
10．如图所示电路，电源E=10V，内电阻可忽略，电阻R1=4Ω，R2=6Ω。

电容C=30μF，问：（1）闭合开关S，电路稳定后，求C的电荷量；
（2）断开开关S，求此后通过R1的电荷量。

答案：1.8×10－4C, 1.2×10－4C
11．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。

电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，电阻R=15 Ω。

闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。

若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2)
答案：8 Ω 23 W
第7节闭合电路欧姆定律（第3课时）
8．如图所示，一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变
电阻及电源连接成如图所示电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在
两极板之间静止不动．要使油滴上升，可采用的办法是（ CD ）
A.增大R1
B.增大R2
C.增大R3
D.减小R2
8．两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图
所示，L2的额定功率约为_______W，现将L1和L2串联后接在
220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约
为________W。

答案：99，17.5
【例4】在如图所示电路中，滑动变阻器R的最大值为R0，负载电阻为R L，电路两端所加电压U0保持不变。

（1）电键S断开，变阻器触头C移动时，电阻R L两端的电压变化范围是多少？（2）电键S闭合，变阻器触头C移动时，电阻R L两端的电压变化范
围是多少？
【例4】两个定值电阻R1．R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上。

有人把一个内阻不是远大于R1． R2的电压表接在R1的两端（如图所示），电压表的示数
为８V。

如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将：
（）
A. 小于４V
B. 等于４V
C. 大于４V小于８V
D. 等于或大于８V
【例5】有两只电流表A1、A2是由完全相同的小量程电流表G1、G2改装而成A1的量程为I1=0.6A，A2的量程为I2=3A两表接入电路后均末烧坏，则：（） A．A1、A2表的内阻之比为R1: R2 =1: 5
B．将A1、A2串联接入电路后，指角偏角之比为5:1
C．将A1、A2串联接入电路后，读数之比为5:1
D．将A1、A2并联接入电路后，读数之比为1:5。