4-1闭合电路的欧姆定律-沪科版
闭合电路的欧姆定律
A. 小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1<ΔU2 D. ΔU1>ΔU2
L1 P
L2
L3
V1
V2
解动态分析问题的思路：
1.看局部电路的变化 2.判断总电流的增减 3.判断定值电阻的电流和电压的变化 4.灵活运用整体和局部的关系，判断变化
电阻的电流和电压
例4. 如图，图线a是一电源的伏安特性曲 线，图线b是一定值电阻的伏安特性曲 线．若已知该电源的内阻为2.0Ω，则这 只定值电阻的阻值为______Ω．现有4只 这种规格的定值电阻，可任意选取其中
闭合电路欧姆定律
1.电动势和内电阻
电动势：
（1）物理意义：表征电源将其它形式能 转化为电能本领的物理量。
（2）定义：非静电力把正电荷从电源负 极移到正极所做的功与被移送电量的比。
E W非 q
（3）在闭合电路中，电动势在数值上 等于电源在没有接入电路时两极间的电 压。
内电阻：电源内电路上的电阻
内电压:电流通过电源内电路时，也 有电压降落 U内=Ir
Pm
电源的输出功率最大为
Pm
E2 4r
Or
R
例1.已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω， R2的阻值变化范围是0-10Ω。求：①电 源的最大输出功率；②R1上消耗的最大 功率；③R2上消耗的最大功率。
R2 R1
和出现极值的条件，关键是抓 住影响物理量数值变化的原因，写出所求量与 引起变化的物理量之的关系式，再力用数学求 极值的方法对关系时进行处理。
D. 0.19A
R1
1 S
2
R2
A
U/V 2.0
R=10 R=8
闭合电路的欧姆定律说课稿
“闭合电路欧姆定律”说课稿一、教材分析本节内容是恒定电流的这一章的重点，是在学生学习了部分电路的基本规律知识后而编排的，它是部分电路欧姆定律的延伸，也是复杂电路分析的基础.高中电流知识与初中电流知识的最大区别就在这一节，在整个电流知识体系中起着承上启下的作用。
学好本节知识是学好高中电流知识基础。
同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析有关电路问题.因此，本节是本章乃至整个电路部分的中心内容，更是本章教学的重点.二、教学目标1、知识目标：（1）掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义和图象.（2）会利用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因.2、能力目标：（1）培养学生用数学知识解决物理问题的能力和用逻辑推理方法分析问题的能力.（2）培养学生利用从一般到特殊的思维方法解决问题的能力.3、德育目标：使学生理解外电阻（R）的变化对电路影响的相互联系、制约的关系.三、教学重点和难点1、重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因.2、难点：定律的理解和利用公式分析实际问题的推理过程.四、教学方法探究式教学法、实验法、讨论法、多媒体辅助等方法五、讲授过程设计（一）利用实验导入新课1、让学生动手联接图示电路，并测量E1=3V，E2=9V.两电源的电动势. （实验E1用新的两节干电池，E2用一个旧的9V层叠电池。
）并读出灯泡的额定电压是6V2、电源的电动势就是电源两端的电压吗？让学生猜测：开关扳至1处的现象.让学生分析开关扳至2处时的现象，多数学生的结论是：更亮或烧毁.之后动手实验，现象与结论不符.先接1，正常发光，接2如何？预期现象：开关接2时灯反而比接1时暗，电压表读数也较小。
结论：电池接外电路与不接外电路，电池两端的电压是不同的3、告诉学生在学习过闭合电路欧姆定律后，就可解释这一现象.板书课题.设计意图从实验出发引入，演示出未知现象，激发学生要解决问题的欲望，从而使学生带着问题听课，以便达到最佳授课效果.（二）教学过程1、闭合电路欧姆定律1）.介绍什么是闭合电路、内电路、外电路通过分析在闭合电路中静电力移动电荷和非静电力移动电荷的特点，理解内电路和外电路电荷移动过程的不同。
闭合电路欧姆定律的挑战点
《闭合电路欧姆定律》的挑战点、突破点、提升点一、学习目标的分析 课程标准提出：（1）知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。
（2）测量电源的电动势和内阻。
对于这部分内容的教学，我们不仅应研究课标、各版本教材、高考说明，还应该注意初、高中的衔接问题。
初中学生已有的电学基础知识：1．会读、会画简单的电路图。
能连接简单的串联电路和并联电路。
能说出生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例。
2．知道电压、电流、电阻。
会使用电压表、电流表。
3．了解串、并联电路特点。
4．理解欧姆定律，并能进行简单计算。
5．理解电功、电功率，能区分额定功率和实际功率。
6．了解电流热效应与电阻的关系。
这里的一些知识学生虽然在初中都初步学过，可是时隔一年多，学生是否还记得，或还记得多少，教师应当根据自己学生的实际情况，在教学中适当、适时的作些铺垫，让学生能够顺利地进入新内容的学习。
这是本节课的起点。
从这些要求来看，初中所学的知识也涵盖了电路的方方面面，但是都属于较低层次的要求。
要注重在学生已有的欧姆定律知识基础上，引导学生理解I 、U 、R 三者的因果关系，从根本上掌握好部分电路欧姆定律。
使学生明白，电压是外因，电阻是内因，R U I =是电流强度的决定式，t q I =是电流强度的定义式。
IUR =只是电阻的定义式，电阻的决定式是S LR ρ=。
而IR U =即不是电压的定义式，也不是电压的决定式，只能算是一种计算式或测量式。
电压的定义式是qWU =，电压的大小则应由电源和电路分压关系来决定。
只有这样，学生才能深刻理解这些电学量的物理意义。
由于这部分的知识，学生在初中物理的学习中大多都接触过，有一定的基础，容易使部分学生放松对电路理论的学习。
因此，教学中应努力激发学生学习的兴趣，特别是要重视那些在初中原有基础上加深的教学内容。
这是本节课的提升点。
通过对教材文本（课标、各版本教材、高考说明、初中教材）和学生的分析，确定教学的起点、出发点、挑战点、突破点、提升点。
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用一、基础知识归纳1.闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路①内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.②外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.(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，与内、外电路的电阻之和成反比.②适用条件：纯电阻电路.③闭合电路欧姆定律的表达形式有：Ⅰ.E=U外+U内Ⅱ.I=(I、R间关系)Ⅲ.U=E-Ir(U、I间关系)Ⅳ.U=E(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中U=IR，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).①路端电压随总电流的增大而减小.②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.③路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im=(短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.①外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高;②外电路断开时，R，路端电压U=E ;③外电路短路时，R=0，U=0，I=Im=E/r.3.电动势与路端电压的比较：电动势路端电压U物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的情况定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U+UU=IR测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总= IE =IU+IU=P出+P内(2)电源内耗功率：P内= I2r =IU=P总-P出(3)电源的输出功率：P出=IU=IE-I2r=P总-P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出=IU外=IE-I2r=-r(I-)2+，当I=时，电源的输出功率最大，P出=.P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出=I2R=()2R=由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R=r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm=.当R=r时，即I=E/2r时，电源的输出功率最大，P出=.P出-R图象如右图所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证明r=.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P 出增大;当Rr时，若R增大，则P出减小.注意：对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即=100%=100%=100%对纯电阻电路，电源的效率=100%=100%=100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).二、重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外+r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IE-I2r或I2R外.3.电源内阻消耗的功率是I2r.4.整个电路中有P电源=P外+P内.这显然是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的具体体现.二、闭合电路的动态分析分析问题分析解答这类习题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化.说明：(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)若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为R总=R-R并+由上式可以看出，当R并减小时，R总增大;当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.2.根据闭合电路的欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.3.由U内=I内r，确定电源的内电压如何变化.4.由U外=E-U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化.5.由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.6.确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.三、电路的故障分析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路.如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落.短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求.欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔上的金属体.3.常见故障电路问题的分类解析(1)给定可能故障现象，确定检查方法;(2)给定测量值，分析推断故障;(3)根据观察现象，分析推断故障;(4)根据故障，分析推断可能观察到的现象.三、典例精析1.闭合电路中的功率问题【例1】如图所示，电源电动势为50V，电源内阻为1.0，定值电阻R 为14，M为直流电动机，电动机电阻为2.0.电动机正常运转时，电压表的读数为35V.求在100的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少.【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E-U)，所以电路中的电流为I=A=1.0A所以在100内电源做的功为W=EIt=501100J=5.0103J在100内电动机上把电能转化为机械能的部分是E=IUt-I2rt=(1.035100-122100)J=3.3103J【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.【拓展1】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1，保护电阻R0=0.5，求：(1)当电阻箱R读数为多少时，电源输出功率P出最大，并求这个最大值.(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值.(3)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的功率最大，并求这个最大值.【解析】(1)由电功率公式P出=()2R外=，当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=(1-0.5)=0.5时，P出ma某=W=9W(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0+r即R=(1+0.5)=1.5时，PRma某=W=6W(3)保护电阻消耗的功率为P=，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R=0时，PR0ma某=W=8W【拓展2】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变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是(CD)A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCD.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶42.闭合电路的动态分析【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律判断主干电路上的一些物理量变化.P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U和R1两端电压U减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化.这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小.【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.【思维提升】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓牵一发而动全身.判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.3.电路的故障分析【例3】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算) .(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是.【解析】(1)先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r，r=R1+r，则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E;由A2和V1的数据可求出电阻R3;由V2和A1、A2的数据可求出R2.(2)当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压降全在电阻R2上，由此可推断RP两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则RP一定短路;若假设RP是完好的，则R2一定断路.【答案】(1)E、R2、R3 (2)RP短路或R2断路【思维提升】知晓断路、短路时电压表的示数表现是解答故障类电路题的关键.【拓展3】如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路，已知U 不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化【解析】当R2忽然断路时，电路的总电阻变大，A灯两端的电压增大，B灯两端的电压降低，所以将看到灯B比原来变暗了些，而灯泡A比原来亮了些.易错门诊【例4】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器.按下电键S，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围.【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻R==2.1I=A=2.4A再将滑动触头滑至右端，R3与R2串联再与R1并联，外电阻R==1.6 I==3A【错因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)，当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小，以至给人以一种思维定势：在没有分析具体电路的情况下，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小.【正解】将原图化简成如图所示.外电路的结构是R与R2串联、(R3-R)与R1串联，然后这两串电阻并联.要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大.设R3中与R2串联的那部分电阻为R，外电阻R为R=因为两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小.当R2+R=R1+R3-R时，R最大，解得R=2，R大=2.5因为R1=2R小==1.6由闭合电路的欧姆定律有：I小=A=2.1AI大=A=3A【思维提升】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态.电路分析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图，运用电阻串联、并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是分析电路的首要工作.看过的还:。
闭合电路欧姆定律
答案：E = 6V
r = 1Ω
R＝1 ，P＝9W ＝ ＝
练习
1.如图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下 如图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，
列表述正确的是 A．路端电压变小 B 电流表的示数变大 C．电源内电阻消耗的功率变小 D 电路的总电阻变大
答案( 答案( A )
2.如图7所示，电动势为E 2.如图7所示，电动势为E、内阻不计的电源与三 如图 个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1 S1， 个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个 灯泡都能正常工作，如果再合上S2 S2， 灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表 述正确的是 A．电源输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大 L1上消耗的功率增大 通过R1 R1上的电流增大 C．通过R1上的电流增大 通过R3 R3上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
E = IR+ Ir
E=U +U外 内
在下图所示的电路中，电源的电动势为1.5V 1.5V， 例1： 在下图所示的电路中，电源的电动势为1.5V， 内阻0.12 0.12Ω 外电路的电阻为1.38 1.38Ω 内阻0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求：电路中的 电流和路端电压。 电流和路端电压。
个体 局部 整体
2、串反并同
的讨论 1.电路动态变化问题的讨论 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化， 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就 会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、 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。讨论依据是： 电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定 部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、 律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、 并联电路的电流关系。 并联电路的电流关系。 思路: 思路:
(课堂设计)2014-2015高中物理 4.1 探究闭合电路欧姆定律课件 沪科版选修3-1
E (2)公式：I＝____ _ R＋ r
①
I(R＋r) 或E＝_______
U＋__ Ir 或E＝__
②
③
纯电阻 电路， (3)适用条件：①、②适于外电路为_______ ③适于一切电路．
基础自测
1．关于电源的电动势，下面叙述正确的是 ( ) A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压 表测得的电压 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发 生变化 C．电源的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．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电 压增大，电源的电动势也增大 答案：C
(2)路端电压 U 外与外电阻 R 之间的关系 E ①当外电阻 R 增大时，根据 I＝ ，可知电流 I R＋ r 减小 (E 和 r 为定值)， 内电压 Ir 减小， 根据 U 外＝ E－Ir， 可知路端电压 U 外增大． E ②当外电阻 R 减小时，根据 I＝ ，可知电流 I R＋ r 增大，内电压 Ir 增大，根据 U 外 ＝E－Ir，可知路端电 压 U 外 减小．
对电源、电流、路端电压、内电压随外电路电阻 的改变而变化的情况，如下表所示(↑表示增加，↓表示 减少)：
外电阻变化情况 E 电流 I＝ R＋r
R↑ I↓
R→∞ I→ 0
R↓ I↑
R＝0 E I＝ r
内电压 U′＝Ir U′↓ ＝E－IR 路端电压 U＝IR U↑ ＝E－Ir
U′→0 U′↑ U′→E U→ E U↓ U→0
干电池 铅蓄电池 1.5 V 2V 锂电池 3 V或3.6 V 锌汞电池 1.2 V
三、闭合电路的欧姆定律 1．内、外电路 (1)一个完整的电路通常由_____ 电源、用电器、开 关、导线等部分组成．开关闭合后，形成电流的闭 闭合电路 ．这样的电路又可以分为 合回路，称为_________ ______和_______ 内电路 外电路 ． 正极流向____ 负极， (2)特点：外电路中电流由电源____ 降低，内电路中电流由电源_____ 负极 沿电流方向电势_____ 正极 ，沿电流方向电势_____ 升高 ． 流向_____ 2．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路中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 ． _____
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必修一开篇?激动人心的万千体验1、物理学——理性的追求2、物理学——人类文明的3、学物理——探究求真第一章?怎样描述物体的运动1、走近运动2、怎样描述运动的快慢3、怎样描述运动的快慢4、怎样描述速度变化的快第二章?研究匀变速直线运动的规律1、伽利略对落体运动的研2、自由落体运动的规律3、匀变速直线运动的规律4、匀变速直线运动规律的第三章?力与相互作用1、牛顿第三定律2、形变的力3、摩擦力4、分析物体的受力情况第四章?怎样求合力与分力1、怎样求合力2、怎样分解力3、共点力的平衡及其应用第五章?研究力和运动的关系1、牛顿第一定律2、牛顿第二定律3、牛顿运动定律的案例分4、超重和失重必修二第一章?怎样研究抛体运动1、飞机投弹和运动的合成2、平抛运动的规律3、研究斜抛运动第二章?研究圆周运动1、怎样描述圆周运动2、怎样研究匀速圆周运动3、圆周运动的案例分析4、研究离心现象及应用第三章?动能的变化与机械功1、探究动能变化跟功的关2、动能定理的案例分析3、研究功与功率第四章?能量守恒与可持续发展1、势能的变化与机械功2、研究机械能守恒定律3、能量的转化与守恒4、能源与可持续发展第五章?万有引力与航天1、从托勒密到开普勒2、万有引力定律是怎样发3、万有引力定律的案例分4、飞出地球去第六章?经典力学与现代物理1、经典力学的巨大成就和2、狭义相对论的基本原理3、爱因斯坦心目中的宇宙4、微观世界与量子论选修1-1第一章?从富兰克林到库仑1.1从闪电谈起1.2电学中的第一个定律1.3物质的又一种形态1.4静电与生活第二章?打开电磁联系的大门2.1提示电磁联系的第一2.2安培力与磁感应强度2.3改写通信史的发明—2.4电子束编转的奥秘第三章?划时代的发现3.1法拉第的探索3.2一条来之不易的规律3.3发电机与电动机3.4电能与社会3.5伟大的丰碑——麦克第四章?电磁波与现代通信4.1电磁波的发现4.2无线电波与现代通信4.3信息的获取——传感第五章?走进现代化家庭5.1客厅里的精彩5.2厨房里的革命5.3现代化家庭选修1-2第一章?人类对热现象的探索1.1关于热本质的争议1.2走进分子世界1.3研究分子运动的新方第二章?热力学定律和能量守恒2.1揭开温度与内能之迷2.2热力学第一定律2.3伟大的守恒定律2.4热力学第二定律第三章?热机和第一次工业革命3.1一项推动大生产的发3.2蒸汽机与社会发展3.3热机发展之路第四章?热与生活4.1内能的利用4.2营造一个四季如春的4.3打开太阳能的宝库第五章?电能和第二次工业革命5.1怎样将电能输送到千5.2辉煌的电气化时代5.3改变世界的工业革命第六章?能源与可持续发展6.1神秘的射线6.2一把双刃剑——放射6.3核反应与核能6.4重核裂变6.5轻核聚变6.6能源利用与可持续发选修2-1第一章?多用电表与直流电路1.1学习使用多用电表1.2多用电表表头的工作1.3多用电表测量电流、1.4电源电动势?闭合1.5多用电表测量电阻电1.6多用电表功能的扩展第二章?显像管与电磁力2.1学习使用示波器2.2示波管与电场力2.3显像管与洛仑兹力2.4电磁力技术与现代科第三章?发电、输配电与电磁感应3.1划时代的发现3.2发电机与交变电流3.3输电与配电3.4变压器3.5电能与社会第四章?广播电视与电磁波4.1收音机与电磁波4.2设计制作:用集成电4.3电视4.4电磁波家族第五章?互联网与信息时代5.1信息的获取——传感5.2设计制作：用传感器5.3信息的处理——电脑5.4电脑是怎样工作的5.5信息的传输——互联5.6移动通信和卫星通信选修2-2第一章?桥梁与承重结构1.1《课程标准》的要求1.2编写思路与特点1.3教材说明与教学建议1.4课程资源第二章?起重机与平衡2.1《课程标准》的要求2.2编写思路与特点2.3教材说明与教学建议2.4课程资源第三章?汽车与传动3.1《课程标准》的要求3.2编写思路与特点3.3教材说明与教学建议3.4课程资源第四章?热机与能量转化4.1《课程标准》的要求4.2编写思路与特点4.3教材说明与教学建议4.4课程资源第五章?家用制冷设备及其原理5.1《课程标准》的要求5.2编写思路与特点5.3教材说明与教学建议5.4课程资源选修2-3第一章?光学仪器与光的折射规律1.1照相机与透镜成像规1.2展示精彩瞬间1.3测定玻璃的折射率1.4眼睛的延伸——显微1.5设计制作：简易望远第二章?光学技术与光的波动性2.1立体电影与光的偏振2.2增透技术与光的干涉2.3光栅与光的衍射第三章?激光与激光器3.1神奇的激光3.2激光与激光技术3.3新型电光源第四章?射线技术与原子结构4.1人类探索原子结构的4.2X射线与CT诊断技4.3碳—14测定技术与4.4放射性同位素的应用第五章?核能与社会5.1核反应堆与核裂变5.2核电站是怎样工作的5.3核武器?核聚变5.4核能与社会选修3-1第一章?电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒1.2探究电荷相互作用规1.3静电与生活第二章?电场与示波器2.1认识和使用示波器2.2探究电场的力的性质2.3研究电场的能的性质2.4电容器?电容2.5电子束在示波管中的第三章?从电表电路到集成电路3.1学会使用多用电表3.2探究电流、电压和电3.3探究电阻定律3.4多表电表电路分析与3.5逻辑电路与集成电路第四章?探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定4.2测量电源的电动势和4.3典型案例分析4.4电路中的能量转化与第五章?磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明5.2怎样描述磁场5.3探究电流周围的磁场5.4探究安培力5.5探究洛仑兹力5.6洛仑兹力与现代科技选修3-2第一章?研究交变电流1.1怎样描述交变电流1.2探究电阻、电感和电1.3怎样计算交变电流的第二章?电磁感应与发电机2.1电磁感应——划时代2.2探究感应电流的方向2.3探究感应电动势的大2.4电磁感应与交流发电2.5电磁感应的案例分析第三章?电磁感应与现代生活3.1自感现象与日光灯3.2涡流现象与电磁灶3.3电磁感应与现代生活第四章?电能的输送与变压器4.1高压输电原理4.2变压器为什么能改变4.3三相交流电及其电路4.4电能的开发与利用第五章?传感器与现代社会5.1传感器的原理5.2研究热敏电阻的温度5.3信息时代离不开传感选修3-3第一章?用统计思想研究分子运动1.1一种新的研究方法1.2走过分子世界1.3无序中的有序1.4用统计思想解释分子1.5物体的内能第二章?气体定律与人类生活2.1气体的状态2.2破意耳定律2.3查理定律和盖·吕萨2.4空气的湿度与人类生第三章?固体、液体与新材料3.1研究固体的性质3.2研究液体的表面性质3.3液晶与显示器3.4半导体材料和纳米材第四章?热力学定律与能量守恒4.1热力学第一定律4.2能量守恒定律发现的4.3热力学第二定律4.4描述无序程度的物理第五章?能源与可持续发展5.1能源利用与环境污染5.2能源开发与环境保护5.3节约能源、保护资源选修3-4第一章?机械振动1.1研究简谐运动1.2探究摆钟的物理原理1.3探究单摆振动的周期1.4受迫振动与共振第二章?机械波2.1机械振动的传播2.2有关机械波的案例分2.3惠更斯原理?波的2.4波的干涉与衍射2.5多普勒效应第三章?电磁场与电磁波3.1麦克斯韦的电磁场理3.2电磁波的发现3.3无线电通信3.4电磁波家族第四章?光的波动性4.1光的干涉4.2光的衍射4.3光的偏振与立体电影4.4光的折射4.5全反射与光导纤维4.6激光第五章?新时空观的确立5.1电磁场理论引发的怪5.2狭义相对论的基本原5.3奇特的相对论效应5.4走近广义相对论5.5无穷的宇宙选修3-5第一章?碰撞与动量守恒1.1探究动量变化与冲量1.2探究动量守恒定律1.3动量守恒定律的案例1.4美妙的守恒定律第二章?波和粒子2.1拨开黑体辐射的疑云2.2涅盘凤凰再飞翔2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波第三章?原子世界探秘3.1电子的发现及其重大3.2原子模型的提出3.3量子论视野下的原子3.4光谱分析在科学技术第四章?从原子核到夸克4.1原子核结构探秘4.2原子核的衰变4.3让射线造福人类4.4粒子物理与宇宙的起第五章?核能与社会5.1核能来自何方5.2裂变及其应用5.3聚变与受控热核反应5.4核能利用与社会发展。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路动态分析
在如图所示的电路中，将开关S由 断开变为闭合后，分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中，将电阻R0 的滑片向下滑，分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大，电流越小，外电压越大； 效率越大。
输出功率最大时：
当R
r时，I
E 2r
，U
E 2
，P出
E2 4r
；
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时，分析电源输出功率，R1的 功率，R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件： P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时，P出 0；断路
当R
r时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中，三个特殊状态的联系：
当R
0时，I
E r
，U
0，P出
0；
短路
当R 时，I 0，U E，P出 0； 断路
3、规律： 当U 0时，P出 0； 短路
当U E时，P出 0； 断路
当U
E 2
时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
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。
高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律
课题：闭合电路的欧姆定律知识点总结：一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式 ①I ＝E R ＋r （只适用于纯电阻电路）； ②E ＝U外＋Ir （适用于所有电路）。
（3） 在外电路中，沿电流方向电势降低．二、．路端电压与外电阻的关系1．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小，但不呈线性变化．2．U －I 图像中，直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r ＝|ΔU ΔI|． 典例强化例1、将一电源电动势为E ，内电阻为r 的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是（） A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω，电压表读数为U 2＝5 V ．求：电源的电动势E 和内阻r ．例3、如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小一般情况 U ＝IR ＝E R ＋r ·R ＝E 1＋r R ，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＝E r ，U ＝0B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大C ．电压表与电流表的示数都增大D ．电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则（ ）A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器的电容将减小C ．电容器上的电荷量将减少D ．液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U －I 图线，由图可知（） A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 A D ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A ．阴影部分的面积表示电源输出功率B ．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C ．当满足α＝β时，电源效率最高D ．当满足α＝β时，电源效率小于50% 知识巩固练习1．下列关于电动势的说法正确的是（） A ．电动势就是电压，就是内、外电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内、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无关2．电动势为E ，内阻为r 的电源，向可变电阻R 供电，关于路端电压说法正确的是（）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小D ．若外电路断开，则路端电压为E3．．某电路如图所示，已知电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3．0V，则电池组的电动势E等于（）A．3．0 V B．3．6 V C．4．0 V D．4．2 V4．如图所示电路，电源内阻不可忽略。
高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律2测量电源的电动势和内阻训练(含解析)沪科版选修31
测量电源的电动势和内阻A 组1.(多选)某兴趣小组研究三个电池的电动势和内阻,画出电池的U -I 图像如图所示,其中甲和丙两图线平行。
下列判断正确的是( ) A.甲电池的电动势比乙电池的大 B.乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大 C.甲和丙两电池的内阻相等D.甲电池的内阻最大,丙电池的内阻最小解析:电池的U -I 图线的纵轴截距表示电池的电动势,斜率绝对值表示内阻,可以判断选项B 、C 正确。
答案:BC2.(多选)下面给出的用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法中,既能减小偶然误差,又直观简便的方法是( )A.测出两组I 和U 数据,代入{E =E 1+E 1EE =E 2+E 2E 方程组,求出E 和rB.测出多组I 和U 数据,代入方程求出几组E 和r ,最后求出平均值C.测出多组I 和U 数据,画出U -I 图像,根据图像求出E 和rD.测出多组I 和U 数据,分别求出I 和U 的平均值,然后代入公式求出E 和r 答案:AD 3.(多选)用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为R V1、R V2,且R V1>R V2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为R A1、R A2,且R A1>R A2,在实验中,为了使E、r的测量值更精确一些,选择的电表可以是() A.V1与A1 B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析:本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响,电压表内阻越大,电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值,所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值,故电压表选用内阻大的好,而电流表内阻对本实验无影响,因为电流表内阻与R是串联,不需知道R与R A的值,故电流表选用哪一个都可以。
答案:AB4.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。
当开关S闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为 0.8 V,则电池的电动势等于()A.1 VB.1.2 VC.2 VD.4 V=r+1.5(Ω)解析:开关闭合时,R总=r+R1+E2E3E2+E3=1A代入公式得E=r+1.5(V)①将I=EE1开关断开时,R总'=r+R1+R3=r+2(Ω)=0.8A代入公式得E=0.8r+1.6(V)②将I'=E'E1解之得E=2V,r=0.5Ω。
高中物理【闭合电路欧姆定律】知识点、规律总结
考点三 两类 U-I 图象的比较与应用 电源 U-I 图象
师生互动 电阻 U-I 图象
图形
电源的路端电压随电路电流的 电阻中的电流随电阻两
图象表述的物理量变化关系
变化关系
端电压的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势 E， 过坐标轴原点，表示没有 与横轴交点表示电源短路电流Er 电压时电流为零
第 2 讲 闭合电路欧姆定律
一、电源的电动势和内阻 1．电动势 (1)电源：电源是通过非静电力做功把_其__他__形__式___的能转化成__电__能__的装置． (2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝Wq . (3)电动势的物理含义：电动势表示电源_把__其__他__形__式__的__能__转__化__成__电__势__能___本领的大 小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压． 2．内阻：电源内部导体的电阻．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法
常见故障
故障解读
原因分析
○A 正常无示数
故障原因可能是： “电流表示数正常”表明电流表
a．电压表损坏 所在电路为通路，“电压表无示数”
b．电压表接触不良 表明无电流通过电压表
c．与电压表并联的用电器短路
常见故障
故障解读
原因分析
“电压表有示数”表明电压表有 故障原因可能是：
第 3 维度：含热敏电阻、光敏电阻等的动态电路 电路中有光敏电阻、热敏电阻且阻值发生变化时，电路中各个部分的电流、电压和 功率都会随之发生变化．对含有敏感元件的电路，弄清楚敏感元件的特性是解题的关键．
考点二 闭合电路的功率及效率问题
师生互动
电源总功率
2023年高考物理一轮复习讲义——闭合电路的欧姆定律
第2讲 闭合电路的欧姆定律目标要求 1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律.2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化.3.会计算涉及电源的电路功率.4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U －I 图像．考点一 闭合电路欧姆定律及应用1．电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫电动势．(2)物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压． 2．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； (2)公式：I ＝ER ＋r (只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir (适用于任意电路)．1．电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱．( × ) 2．电动势就是电源的路端电压．( × )3．电源的重要参数是电动势和内阻．电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．( √ )4．在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．( √ )1．路端电压与外电阻的关系(1)纯电阻电路：U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E1＋r R ，当R 增大时，U 增大；(2)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 ＝0.2．动态分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路． ①分析步骤(如图)：②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系 (2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．②所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，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．考向1 闭合电路的有关计算例1 (2019·江苏卷·3)如图所示的电路中，电阻R ＝2 Ω.断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4 Ω答案 A解析 当断开S 后，电压表的读数等于电源的电动势，即E ＝3 V ；当闭合S 后，有U ＝IR ，又由闭合电路欧姆定律可知，I ＝E R ＋r ，联立解得r ＝1 Ω，A 正确，B 、C 、D 错误．考向2 闭合电路的动态分析例2 如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中( )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，电流表的示数增大答案 A解析当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A正确．考向3电路故障分析例3如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是()A．R1短路B．R2断路C．R2短路D．R3短路答案 D解析A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误．因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的．观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确．例4如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为U ab＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可断定()A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．滑动变阻器R断路答案 C解析由U ab＝6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由U cd＝6 V可知，灯泡L1与滑动变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确．电路故障检测方法1．电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路；2．电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；3．欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表检测时，应断开电源．考点二闭合电路的功率及效率问题1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r.2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R (R＋r)2.4．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%(2)纯电阻电路：η＝RR ＋r×100%1．外电阻越大，电源的输出功率越大．( × ) 2．电源的输出功率越大，电源的效率越高．( × ) 3．电源内部发热功率越大，输出功率越小．( × )1．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图) P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2(R ＋r )2R ＝E 2R (R －r )2＋4Rr ＝E 2(R －r )2R＋4r 当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r.2．提高纯电阻电路效率的方法η＝P 出P 总×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100%，R 增大，η越高．例5 (多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、电源内部的发热功率P r 和输出功率P R 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．以下判断正确的是( )A ．在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P CB ．b 、c 图线的交点与a 、b 图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C ．电源的最大输出功率P m ＝9 WD ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 Ω 答案 ABD解析 在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，因为直流电源的总功率P E 等于输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，故A 正确；图线c 表示电路的输出功率与电流的关系图线，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b 、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为E R ＋r ＝E 2r ，输出功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时电源短路，所以此时电流的大小为Er ，功率的大小为E 2r ，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B 正确；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝EI ＝1 Ω，故D 正确．例6 (2022·湖南省长郡中学高三月考)如图甲所示的电路，其中电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝2 Ω，定值电阻R ＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P 与其接入电路的阻值R P 的关系如图乙所示．则下列说法中正确的是( )A ．图乙中滑动变阻器的最大功率P 2＝2 WB ．图乙中R 1＝6 Ω，R 2＝12 ΩC ．滑动变阻器消耗功率P 最大时，定值电阻R 消耗的功率也最大D ．调整滑动变阻器R P 的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 答案 B解析 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电路外电阻等于内阻r 时，输出功率最大，最大值为P m ＝E 24r ，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由题图乙可知，当R P ＝R 1＝R ＋r ＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P 2＝E 24(R ＋r )＝1.5 W ，A 错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R 2时消耗的功率相等，有(E 3 Ω＋R ＋r )2×3 Ω＝(ER 2＋R ＋r )2R 2，解得R 2＝12 Ω，B 正确；当回路中电流最大时，即R P ＝0时定值电阻R 消耗的功率最大，C 错误；当滑动变阻器R P 的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为I m ＝E R ＋r ＝64＋2A ＝1 A ，则调整滑动变阻器R P 的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A ，D 错误．等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E ′.(2)两点短路时的电流为等效短路电流I 短′，等效内电阻r ′＝E ′I 短′.常见电路等效电源如下：考点三 电源的U －I 图像两类U －I 图像的比较电源的U －I 图像 电阻的U －I 图像 图像表述的物理量的关系电源的路端电压与电路电流的关系电阻两端电压与流过电阻的电流的关系图线与坐标轴交点①与纵轴交点表示电源电动势E过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零②与横轴交点表示电源短路电流Er图线的斜率－r (r 为内阻) 表示电阻大小(电阻为纯电阻时)图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 图线上每一点坐标比值UI表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均表示此电阻的阻值大小例7 (多选)如图所示，图甲中M 为一电动机，开关S 闭合后，当滑动变阻器R 的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V 1和V 2的读数随电流表A 读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A 读数在0.2 A 以下时，电动机没有转动．不考虑电表内阻，以下判断正确的是( )A ．图线①为V 2示数随电流表读数的变化图线B ．电路中电源电动势为3.4 VC ．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9 WD ．滑动变阻器的最大阻值为30 Ω 答案 AC解析 由题图甲知，电压表V 2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V 2的示数与电流的关系，故A 正确；图线①的斜率大小等于电源的内阻，为r ＝ΔU ΔI ＝3.4－3.00.3－0.1 Ω＝2 Ω，当电流I 1＝0.1 A 时，U 1＝3.4 V ，则电源的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝(3.4＋0.1×2) V ＝3.6 V ，故B 错误；当I 2＝0.3 A 时，U 2＝3 V ，电动机输入功率最大P ＝U 2I 2＝3×0.3 W ＝0.9 W ，故C 正确；若电流表A 示数小于0.2 A ，由题图乙知，电动机不转动，电动机的电阻r M ＝0.8－0.40.1Ω＝4 Ω，当I 1＝0.1 A 时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以R 与R 0并联电阻的最大值R 并＝E I 1－r －r M ＝(3.60.1－2－4) Ω＝30 Ω，则滑动变阻器的最大阻值大于30 Ω，故D 错误．考点四 含容电路的分析1．电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上． 2．电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线． (2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压． 3．电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q 1－Q 2|； (3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q 1＋Q 2.例8 阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路图如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．例9 (多选)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3均为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是( )A ．只逐渐增大R 1的光照强度，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，带电微粒向下运动 答案 AD解析 只逐渐增大R 1的光照强度，R 1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻R 0消耗的电功率变大，滑动变阻器R 2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下极板的带电荷量变大，所以电阻R 3中有向上的电流，故选项A 正确；电路稳定时，电容器所在支路相当于断路，只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，对电路没有影响，故选项B 错误；只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E ＝Ud 可知电场强度变大，带电微粒向上运动，故选项C 错误；若断开开关S ，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的静电力减小，带电微粒将向下运动，故选项D正确．课时精练1.(多选)(2020·江苏卷·6)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()A．车灯的电流变小B．路端电压变小C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大答案ABD解析汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由P＝IE知电源的总功率变大，故D正确．2.(多选)在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知()A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 ΩB．电阻R的阻值为1 ΩC．电源的输出功率为4 WD．电源的效率为50%答案ABC解析由题图中图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，内阻为r＝EI短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1 Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2 A，路端电压U＝IR＝2 V，电源的输出功率为P＝UI＝4 W，电源的效率为η＝UIEI×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误．3．(多选)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，由此推断，以下故障可能的是()A．L1灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器被击穿短路答案BD解析若L1灯丝烧断，会使电路总电阻变大，总电流变小，电阻R2与L2并联电压变小，L2会变暗，故A错误；若电阻R2断路，会使电路的总电阻增大，总电流减小，R1并联部分电压与内电压之和减小，使L2两端的电压增大，L2会变亮，故B正确；若R2短路，L2会因被短路而熄灭，故C错误；若电容器被击穿短路，由于电路的总电阻减小，总电流增大，电阻R2与L2并联电压变大，L2会变亮，故D正确．4．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是()A．电源的输出功率一定变小B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小答案 C解析当内、外电阻相等时电源的输出功率最大，由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故A错误；当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大，电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量，则I2减小，即电流表A2的读数变小，因总电流增大，不变，则U1减小，A2的读数为I2＝U1R3则通过R2的电流增大，则U2变大，即电压表V2示数变大，故C正确，B、D错误．5.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻一定等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%答案 B解析由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率，由题图可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；电阻箱所消耗功率P最大值为45 W时，电阻箱读数为R＝5 Ω，则电流I＝P＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱R所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误．6．(多选)如图甲所示，不计电表内阻，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律分别如图乙中a、b所示，下列判断正确的是()A ．图线a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源电动势B ．图线b 斜率的绝对值等于电源的内阻C ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率D ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R 0消耗的功率 答案 ACD解析 题图乙中图线b 是电压表V 2示数的变化情况，图线a 是电压表V 1示数的变化情况；V 1测的是路端电压，则a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值为电源的电动势，A 正确；图线b 斜率的绝对值等于电阻R 0的阻值，B 错误；图线a 、b 交点的横、纵坐标之积既等于此状态下电源的输出功率，也等于电阻R 0消耗的功率，C 、D 正确．7．(2022·江苏淮安市车桥中学高三开学考试)如图所示电路，电源内阻为r ，两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ，D 为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ，电流表示数变化量为ΔI ，则下列说法中错误的是( )A ．两灯泡逐渐变亮B ．油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI ＝R ＋r D ．ΔU 2>ΔU 1 答案 B解析 滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V 1的示数减小，而L 1的电压变大，所以L 2与滑动变阻器部分的电压减小，所以V 2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C ＝Q U ＝εr S 4πkd ，E ＝Ud 得E ＝4πkQεr S ，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L 1电阻R 看作电源内阻一部分，ΔU 2就是R ＋r 两端电压的增加量，则ΔU 2ΔI ＝R ＋r ，选项C 正确；由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI ＝r ，所以ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC ．12.0 ΩD ．12.5 Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5 V ，电流为I ＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2 Ω＝5.5 Ω，故A 正确．9．(多选)在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，各理想电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI 不变 B.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI不变 答案 ACD解析 由题图电路图可知，U 1、U 2分别是R 1、R 2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U 3是路端电压，由欧姆定律可知R 1＝U 1I ＝ΔU 1ΔI (因R 1是定值电阻)，故A 正确；U 2＝E－I (R 1＋r )(因E 、R 1、r 均是定值)，U 2I ＝R 2，R 2变大，U 2I 变大，ΔU 2ΔI 的大小为R 1＋r ，保持不变，故B 错误，C 正确；U 3I ＝R 1＋R 2，因R 2变大，则U 3I 变大，又由于U 3＝E －Ir ，可知ΔU 3ΔI 的大小为r ，保持不变，故D 正确．10．(2022·宁夏银川市银川一中模拟)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝3 Ω、R 2＝2 Ω、R 3＝1 Ω、R 4＝3 Ω，电容器的电容C ＝4 μF ，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计．闭合开关S 1、S 2，电路稳定后，则( )A ．a 、b 两点的电势差U ab ＝3.5 VB ．电容器所带电荷量为1.4×10－6 CC ．断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比将发生变化D ．断开开关S 2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10－5 C 答案 D解析 设电源负极的电势为0，则电源正极的电势为φ＝10 V ，又因为φ－φa ＝ER 1＋R 2R 1，代入数据可解得φa ＝4 V ，同理有φ－φb ＝ER 3＋R 4R 3，解得φb ＝7.5 V ，故U ab ＝φa －φb ＝－3.5 V ，选项A 错误；由Q ＝CU ，可知此时电容器所带电荷量为Q ＝4×10－6×3.5 C ＝1.4×10－5 C ，选项B 错误；由电路知识可知，断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比不会发生变化，选项C 错误；断开开关S 2，稳定后a 点的电势为φa ′＝10 V ，b 点电势仍为φb ＝7.5 V ，故此时U ab ′＝φa ′－φb ＝2.5 V ，且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为ΔQ ＝C ΔU ，即ΔQ ＝4×10－6×6 C ＝2.4×10－5 C ，选项D 正确．11．在如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R 2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻 r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝16－40.8－0.2 Ω＝20 Ω 电源的电动势为E ＝U ＋Ir取电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 代入解得E ＝20 V(2)当滑片P 滑到最右端时，R 1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U 2＝4 V ， 电流I 2＝0.8 A ， 则定值电阻R 2＝U 2I 2＝5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小， 此时路端电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 外电路总电阻为R ＝U 1I 1＝80 Ω又R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3代入解得R 3＝300 Ω.12.如图所示，电源电动势E ＝2 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 0＝2 Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时，R 上消耗的功率最大，最大值为多少？答案 23 Ω 23W解析 法一 由公式P R ＝U 2R ，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U ＝E ·R 0RR 0＋R r ＋R 0RR 0＋R ＝ER 0R rR 0＋rR ＋RR 0，所以P R ＝E 2R 02R (rR 0＋rR ＋R 0R )2，代入数据整理得P R ＝164R ＋9R ＋12，当R ＝23 Ω时，R 上消耗的功率最大，P R max ＝23W.法二 采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作等效电源，为E ′＝R 0R 0＋r E ，内阻为r ′＝R 0r R 0＋r 的电源，当R ＝r ′＝R 0rR 0＋r 时，电源对外电路R的输出功率最大为P R max ＝E ′24r ′.把数值代入各式得：E等＝E ′＝R 0R 0＋rE ＝43 V ；r等＝r ′＝R 0r R 0＋r ＝23 Ω.所以P R max ＝E 等24r 等＝23W.。
闭合电路的欧姆定律(一)课件(共21张PPT)高一物理鲁科版(2019)必修三
电力的特性决定。( √ )
(3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化
为电能的本领一样大。( √ )
W
W
(4)电动势定义式 E＝ 中的W与电压 U＝ 中的W是同种性质力所做的功。
q
q
( ×)
(5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。(
×)
练习
1.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示
意义：反映电源把其他形式的
能转化为电能本领的大小
定义式： =
能量转化：W= U外+ U内
二、闭合电路欧姆定律
电压关系：E=U外+ U内
)
电流关系： =
+
S
-
S
观察与思考
2.定义：电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，
常用E来表示。
3.单位：与电压的单位相同，也是伏特(V)。
4.物理意义：电动势在数值上等于将单位电荷量的正电荷由负极移
动到正极非静电力所做的功。电动势是反映电源把其他形式的能转
化为电能的本领的物理量。它是电源的特征量。不同的电源，产生
U内=Ir
U外=IR
E
E
(2)E＝U外＋U内
(3)E＝IR＋Ir 或
I＝
+
r
R
S
闭合电路欧姆定律
1.特点:在外电路中，电流由高电势流向低电势，在外电阻上沿电流方
向电势降落；电源内部由负极到正极电势升高。
2.闭合电路欧姆定律
内电路中内、外电阻之和成反比。
量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，
闭合电路的欧姆定律
闭合电路的几个功率 1．电源的总功率：P 总＝EI＝U 外 I＋U 内 I＝P 出＋P 内． 2．电源内部消耗的功率：P 内＝I2r＝U 内 I＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P 内． 若外电路是纯电阻电路，则有 E2R E2 P 出＝I R＝ ＝ . R＋r2 R－r2 ＋4r R
A．电压表的示数增大 B．R2中的电流增大 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
4.根据电池的输出功率P＝IU，得出被测电池 组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如右 图所示．求： (1)被测电池组的内阻r； (2)电动势E.
解析：
E2 由P出＝ 可知当R＝r＝5 Ω时 R－r2 4r＋ R
第Ⅱ单元 闭合电路的欧姆定律
一、电动势
1．电源：是通过非静电力做功把 其它形式 的 能 转 化成 电能 的装置．
2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷
W 电荷量的比值，E＝ q ，单位：V. 3．电动势的物理含义：电动势表示电源 把其它形式的能转化成电能 本领的大小，在数值上等 于电源没有接入电路时两极间的电压． 4．电动势是 标 量，需注意电动势不是电压．
4．电源的效率 P出 U R η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100% E P总 R＋r ＝ 1 r 1＋ R ×100%
因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%.
1.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( AD ) A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化 学能转变为电能 B．无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电 压都为2 V C．蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能 D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节 干电池(电动势为1.5 V)的大
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E =U外 +U = IR+ Ir 内
说明： 说明：
E 即 I= R+r Nhomakorabea1、 U外 = IR 是外电路上总的电势降 路端电压. 落，叫路端电压. 是内电路上的电势降落， 2、 U = Ir是内电路上的电势降落， 内 3、 、
E = IR+ Ir
E=U +U外 内
闭合电路的欧姆定律 （２）两个特例： 两个特例： （1）外电路断路时
伏特表读数增大, 伏特表读数增大, 安培表读数变小
在图示的电路中， 在图示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向 下滑动时， 两灯亮度的变化情况为[ 下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为[ B ] 灯和B A．A灯和B灯都变亮 B．A灯、B灯都变暗 C．A灯变亮，B灯变暗 灯变亮， 灯变暗， D．A灯变暗，B灯变亮
E= r=
I
1A
电路动态变化分析 在如图所示的电路中， =10Ω， Ω， 在如图所示的电路中，R1=10Ω，R2=20 Ω，滑动变 的阻值为0 Ω， 阻器R 的阻值为0-50 Ω，当滑动触头P 由a向b滑 B 动的过程中， 的亮度变化情况是_______ 动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______ A.逐渐变亮 A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮 D.先变暗后变亮 抓住不变量： 、 抓住不变量：E、r
B A R1 Er
例题
如图，Ｒ =14Ω,Ｒ =9Ω,当开关处于位置 当开关处于位置1 如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时, 电流表读数I =0.2A；当开关处于位置2 电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流 表读数I =0.3A求电源的电动势 和内电阻r 求电源的电动势E 表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。
4、1 闭合电路欧姆定律
闭合电路 用导线把电源、 用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。 电源 外电路:电源外部的电路. 外电路:电源外部的电路. 内电路:电源内部的电路. 内电路:电源内部的电路.
外电路
R
K
部分电路 闭合电路
内电路
E
r
实验探究1 实验探究
测量开关断开和闭合时电源两端的电压
U断 f U 合
解：根据闭合电路欧姆定律，由题 根据闭合电路欧姆定律， 述的两种情况可以列出以下两个方 程 E = I 1R 1 + I 1r ①
1 R1 2 R2 A E r
E = I 2R 2 + I 2r
消去E 解出r 消去E，解出r，得 代入数据， 代入数据，得
②
I R + I2R 2 r= 1 1 I2 − I1
U = E−Ir
R →∞， = 0 U端 = E I ，
R = 0 I = E/ r， 端 = 0 ， U
（2）外电路短路时
闭合电路的欧姆定律
（3）U—I图象 I
U = E−Ir
U/V
（ 0， E） ● E/r， （E/r，0）
断 路
I = 0, U = E
●
0
短 路 R = 0,I = E/r I
I =
R
R总
E R+r
I
U内 = Ir
U内
E=U +U 内 外
U外
据外电路特点分析U、 变化 据外电路特点分析 、I变化
在如图2所示的电路中，在滑动变阻器R 在如图2所示的电路中，在滑动变阻器R2的 滑动头向下移动的过程中， 滑动头向下移动的过程中，电压表和电流 表的示数变化情况如何？ 表的示数变化情况如何？
(1)定义：电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。 定义：电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。 定义 电源把其它能转化为电能的本领. （2）物理意义 电源把其它能转化为电能的本领 ）物理意义:电源把其它能转化为电能的本领 （3）单位：v ）单位： 等于电源没有接入电路时两极间的电压. （4）电动势的大小 等于电源没有接入电路时两极间的电压 ）电动势的大小:等于电源没有接入电路时两极间的电压 蓄电池2V （5）干电池 ）干电池:1.5V,蓄电池 蓄电池 （6）电动势的大小由电源本身决定 ）
r=1
r=1 代入① 式，得 E＝3v ，
2、如图所示的电路中，当滑动变阻器的触点向右 、如图所示的电路中， 动时，各电流表、电压表示数如何变化？ 动时，各电流表、电压表示数如何变化？
如图， 如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的 0.8Ω当开关S 当开关 读数为1.5V 当开关S 1.5V； 读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的 读数为1.2V 1.2V则该电源的电动势和内电 读数为1.2V则该电源的电动势和内电 阻分别为多少? 阻分别为多少?
E=1.5V， E=1.5V，r =0.2Ω
闭合电路的欧姆定律
E =U外 +U = IR+ Ir 内
内容： 内容：闭合电路中的电流跟电源的电 动势成正比，跟内、 动势成正比，跟内、外电路的电阻之 和成反比． 和成反比． E
E 即 I= R+r
I=
R+r
适用条件： 适用条件：纯电阻电路 不含电容器、线圈） （不含电容器、线圈）
闭合电路的欧姆定律
I/A
（4）图象的物理意义 ①纵轴上的截距表示电源的E． 纵轴上的截距表示电源的 ②横轴上的截距表示电源的短路电流 横轴上的截距表示电源的短路电流 表示电源的
I短 = E/ r
③图象斜率k的绝 图象斜率k 斜率 对值表示电源的 对值表示电源的 内阻. 内阻
U/V
（0,E） ● 0,E）
●
0
I/A
U外 1.5v 1.0v
探究内电压和路端电压 实验2 实验2：
实验表明： 实验表明：E=U外+U内
电源的作用——电动势 电动势 电源的作用
(1)外电路 外电路电流由正极流向负极。 外电路 沿电流方向电势降低。 外电路电场力对电荷做正功。 思考:内电路电流怎样流动 内电路电流怎样流动? 思考 内电路电流怎样流动 (2) (2)内电路电流由负极流向正极。 电源 负极： 沿电流方向电势升高。 正极： 电势低， 内电路电场力对电荷做负功。 电势高， 聚集负 聚集正 非静电力做功,将其它形式 非静电力做功 电荷。 电荷。 的能转化为电能补充给电路, 使正电荷能够逆着电场力的方 向运动,返回到电源的正极,从 而形成闭合的电流.
电源的作用——电动势 电动势 电源的作用
电源的工作过程类似于抽水机
A 地势高 水 水轮机 （负载） 负载） C 地势低 B 流 水
。
电源的作用：非静电力做功，将其他形式的能转化为电能， 电源的作用：非静电力做功，将其他形式的能转化为电能， 给外电路提供电压。 给外电路提供电压。
电源的作用——电动势 电动势E 电源的作用 电动势