创新思维2018一轮_选修3-1 第八章 第二讲 电路 闭合电路的欧姆定律
闭合电路欧姆定律
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外 电路中有多少电能转化为内能？
E外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内
电路时，也有一部分电能转化为内能，
是多少？
E内=I2rt
外电路
RK
3、电流流经电源时，在时间t内 非静电力做多少功
内电路
W=Eq＝EIt 4、以上各能量之间有什么关系？
Er
根据能量守恒定律，非静电力做的 功应该等于内外电路中电能转化为其 他形式的能的总和。
不接触，电压表V1左端应接电源的（
）
极（填“+” “-”），电压表V2右侧接线柱应接
（
）（填“+” “-”）。把浸在电解液内的
绝缘板C向上提升一些后V2表的读数将（
）
（填“变大” “变小” “或”不变“）
闭合电路欧姆定律 （第二课时）
路端电压跟负载的关系
实验演示
❖ 观察:当外电路电阻增大（或 减少）时，电流怎样变化？ 路端电压如何变化？
（2）意义：表示电源将其他形式的能转化为电能本领。 （3）大小：由电源自身性质、材料组成决定，与电路无关。
在数值上=电源没有接入电路时两级间的电压
（4）方向：从电源负极指向电源正极（电势升高的方向）
(5)符号：E
单位:伏特（V)
三. 内阻(r)
四、内外电路 内外电阻 外电路
IR
闭合电路
S
AB Er
• 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>ΔU2Fra bibliotekL1 P
L2
L3
V1
V2
电路的故障分析
《闭合电路的欧姆定律》课件9(15张PPT)(新人教版选修3-1)
⑴电源的内阻
⑵单位长度导线的电阻
⑶导线消耗功率最大时的长度L.
(四)含容电路
基本思路： (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的电压．
(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两 极间的电压与其并联用电器两端的电压相等． (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，电容器将充电； 如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．电 容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正 极板电荷变化情况来判断电流方向
基本思路：电路故障一般有两种情况：
即短路和断路。
当电路出现短路时，主要有以下的现象： a.电路中仍有电流，b.被短路的电器不工 作，c.与之串联的电器工作电流增大，d. 被短路部分电压为零。
当电路出现断路时，主要有以下的现象：a. 被断路部分无电流，b.被断路部分有电压 （如果电路较简单一般此电压会等于电源 的输出电压）。
【例题2】如图所示，电阻R3=4Ω，电表为理想表， 开始时R1、R2、R3中均有电流通过，电压表的示 数为2V，电流表的示数为0.75A，后来三个电阻 中有一个发生断路，使电压表示数为3.2V，电流 表示数变为0.8A。问：
⑴哪个电阻断路？
⑵R1、R2的值各是多大？ ⑶电源电动势和内阻分别是多少？
【练习】如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、 c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不 可忽略.现将变阻器R的滑片稍向下滑动一些，三 盏灯亮度变化的情况是(C ) A.a灯变亮，b灯和c灯变暗
物理：2.7《闭合电路的欧姆定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
(3)适用范围： 纯电阻 电路． 适用范围： 电路． 适用范围 (4)常用的变形公式及适用范围 常用的变形公式及适用范围 U ①公式：E＝ 外 ＋U内或U＝ E－Ir . 公式： ＝ ＝ － ②适用范围：任何闭合电路． 适用范围：任何闭合电路．
二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 ． (1)公式：U＝ E－Ir 公式： ＝ － 公式 .
三、闭合电路中的功率和效率 1．各部分功率关系分析 ． 由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r ＝ ＋ 知 ＝ ＋ 其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R 为电源内耗功率， 其中 为电源的总功率， 为电源内耗功率 为电源的总功率 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率． 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．
(3)由 由
判断总电流的变化； 判断总电流的变化；
(4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； 据 ＝ － 判断路端电压的变化 判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、 并联电路的规律判断各部分 由欧姆定律及串、 由欧姆定律及串 电路电压及电流的变化． 电路电压及电流的变化．
1．在闭合电路中，任何一个电阻的增大 或减小 ， ． 在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小 或减小)， 将引起电路总电阻的增大(或减小 ， 将引起电路总电阻的增大 或减小)，该电阻两端的电压 或减小 一定会增大(或减小 ，通过该电阻的电流一定会减小(或 一定会增大 或减小)，通过该电阻的电流一定会减小 或 或减小 增大)． 增大 ． 2．讨论定值电阻上电压 电流 的变化时 ， 可用部 ． 讨论定值电阻上电压(电流 的变化时， 电流)的变化时 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻 上的电压 电流) 上的电压(电流 分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压 电流 变化时，不能再用 ＝ 分析，因它的电阻变化， 变化时，不能再用I＝ 分析，因它的电阻变化，电压也 变化， 不好确定 只能从串、并联的特点进行分析． 不好确定， 变化，I不好确定，只能从串、并联的特点进行分析．
选修3-1-2.7闭合电路的欧姆定律教案(讲义)有答案
2.7《闭合电路的欧姆定律》一、【学习与讨论】学点一：闭合电路欧姆定律的相关问题1．闭合电路欧姆定律的推导设一个闭合电路中，电源电动势为E，内阻为r，内电路电压为U内，外电路电阻为R ，路端电压为U外，电路电流为I，则E＝U内＋U外①根据欧姆定律知：U外＝IR②U内＝Ir③由①②③式解得I＝E R＋r可见，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，这就是闭合电路的欧姆定律．(1)闭合电路的欧姆定律表达式：I＝ER＋r.闭合电路的欧姆定律变形式：E＝IR＋Ir或E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir.E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．(2)用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U外<E.(3)当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，故此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压．这提供了测E的一种方法．2．路端电压U外与外电阻R之间的关系对一定电源、电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(“↑”表示增加，“↓”表示减少)：当外电路断开时，R＝∞，Ir＝0，U＝E，此为直接测量法测电动势的依据．当外电路短路时，R＝0，I＝Er(称为短路电流)，U外＝0.由于通常的电源内阻很小，短路时会形成很大的电流．这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因．3．路端电压与电流的关系图象(1)由U＝E－Ir可知，U—I图象是一条斜向下的直线，如图2－7－3所示．图2－7－3(2)纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流I0＝E r .(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻．即r ＝E I 0＝ΔU ΔI＝tan θ ；θ越大，表明电源的内阻越大． 学点二： 解答闭合电路问题的一般步骤首先要认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时应进行电路变换，画出等效电路图． 解题关键是求总电流I ，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律(I ＝ER ＋r )直接求出I ；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I ；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I .求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流.二、【探索与分析】1．内外电路电势如何升降？在理解课本图的基础上，我们还可以把电源看成等效的两部分即无内阻理想电源和电阻r 的串联，则闭合电路内外电路的电势升、降如图2－7－4所示．图2－7－4从电源正极开始，沿电流流向，先经过电阻r ，电势降低Ir ，再经过外电路电阻R ，电势又降低IR ；由电源的负极到正极非静电力作用，使电势又升高E ，电源正负极的电势用φ1、φ2表示，对整个过程有φ1－Ir －IR ＝φ2，即φ1－φ2＝Ir ＋IR ，亦即E ＝U 内＋U 外．2．内外电路功率、电源输出功率、电源效率怎样区别？(1)各部分功率关系分析由EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 知，EI ＝I 2R ＋I 2r ；其中EI 为电源的总功率，I 2r 为电源内耗功率，I 2R 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．(2)电源输出功率特点P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2(r ＋R )2R ＝E 2R (R －r )2＋4Rr ＝E 2(R －r )2R＋4r ，由此式可看出，当R ＝r 时，P 出有最大值，即P m ＝E 24R ＝E 24r . 由图2－7－5可以看出图2－7－5①当R ＝r 时，输出功率最大，P 出＝E 24r. ②当R <r 时，若R 增大，P 出增大，当R >r 时，若R 增大，则P 出减小．③除R ＝r 外，图象上总有两点输出功率P 出相等，如图中R 1与R 2，则由(ER 1＋r )2·R 1＝(E R 2＋r )2·R 2 整理得：R 1R 2＝r 2.(3)电源的效率①定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，即η＝UI EI ＝U E .②如果外电路为纯电阻电路，则η＝U E ＝IR I (R ＋r )＝R R ＋r ＝11＋r R，所以外电路电阻越大，电源效率越高．③当电源输出功率最大时，R ＝r ，η＝50%.三、闭合电路欧姆定律的应用【例1】 如图所示电动势为2 V 的电源跟一个阻值R ＝9 Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8 V ，求电源的内阻．答案 1 Ω 解析 通过电阻R 的电流为I ＝U R ＝1.89A ＝0.2 A 由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，得电源内阻r ＝E －U I ＝2－1.80.2Ω＝1 Ω. 四、电路的动态分析【例2】 如图所示，A 、B 、C 三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P 向下滑动时，三只电灯亮度的变化是( )A ．A 、B 、C 都变亮B ．A 、B 变亮，C 变暗C ．A 、C 变亮，B 变暗D ．A 变亮，B 、C 变暗答案 B 解析 滑动变阻器的触头P 向下滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值R 减小，所以电路总阻值R 总减小，由闭合电路欧姆定律知总电流(I 总＝ER 总＋r )变大，通过A 的电流增大，A 两端的电压U A 增大，故A 变亮；由于I 总变大，所以内阻上的电压(U 内＝I 总r )变大，所以C 上的电压(U C ＝E －U A －U 内)变小，通过C 的电流I C 变小，所以C 变暗；由于I 总变大，I C 变小，所以通过B 的电流(I B ＝I 总－I C )一定增大，B 灯变亮，选B.基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I 总和U 路端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律判知各分量的变化情况. 自学检测：1．将一个电动势为3 V ，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R ，当有1 C 的电荷通过电阻R 时，在R 上产生的热量( )A ．大于3 JB ．小于3 JC ．等于3 JD ．内阻未知，无法确定答案 B 解析 根据W ＝qU ＝3 J ，而W 为内阻r 和外电阻R 上产生的热量之和，故R 上产生的热量小于3 J.2．如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是( )A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．灯多时各灯两端的电压较低C ．灯多时通过电池的电流较大D ．灯多时通过各灯的电流较大答案 ABC 解析 由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C 正确．此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B 正确．流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A 正确，选项D 错．3．一太阳能电池板，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 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V答案 D 解析 电池板开路电压等于电动势E ＝800 mV.短路时I ＝E r 求得内阻r ＝20 Ω.再由欧姆定律或电压分配关系，可得外接20 Ω电阻时的路端电压为0.40 V.4．如图所示，电源的电动势E ＝24 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R ＝2 Ω，M 为直流电动机，其电阻r ′＝1 Ω，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为U V ＝21 V ，求电动机转变机械能的功率是多大？答案 20 W 解析 由闭合电路欧姆定律可得：E ＝U V ＋I (R ＋r )则I ＝E －U V R ＋r ＝24－212＋1A ＝1 A 由能量守恒可知电动机输出的机械功率为P 机＝IU V －I 2r ′＝(1×21－12×1) W＝20 W 典型例题：题型一 电路的动态分析如图所示的电路，闭合开关S ，滑动变阻器滑片P 向左移动，下列结论正确的是( )A ．电流表读数变小，电压表读数变大B ．小灯泡L 变亮C ．电容器C 上电荷量减小D ．以上说法都不对思维步步高 当滑片向左滑动时，电路中的总电阻怎样变化？总电流怎么变化？路端电压怎样变化？电流表和电压表分别是测量哪个电路的电流和哪个电阻两端的电压？电容器上的电压和哪个电阻的电压相等？解析 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，灯泡变暗．电容器上的电压是路端电压，路端电压增大，电容器上所带的电荷量增加．答案 A拓展探究 电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，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，电流表读数增大答案 A 解析 设滑动变阻器的触头上部分电阻为x ，则电路的总电阻为R 总＝r ＋R 1＋x ·R 2x ＋R 2，滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，并联支路电阻x 增大，故路端电压变大，同时并联部分的电压变大，故通过电流表的电流增大，故选项A 正确．方法总结电路的动态分析的常规思路：①根据其中一个电阻的变化找出电路中总电阻的变化，其中断路相当于电阻无穷大，短路相当于电阻等于零．②根据闭合电路欧姆定律找出电流和路端电压的变化情况．③找出电压表、电流表测量的哪一部分的电流和电压．④分析出各个支路的电流和电压的变化情况.题型二 含源电路的功率和效率如图所示电路中，定值电阻R 2＝r (r 为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R 1且R 1≫R 2＋r ，在滑动变阻器的滑片P 由左端a 向右滑动的过程中，以下说法正确的是( )A ．电源的输出功率变小B ．R 2消耗的功率先变大后变小C ．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D．以上说法都不对思维步步高滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻怎么变化？电路中的电流怎么变化？通过电源的电流和通过电阻R2的电流怎么变化？考虑滑动变阻器上的功率消耗时怎样处理R2?解析滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大．考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分．当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大．答案 C 拓展探究如图所示，U—I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是( )A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小答案AD方法总结含源电路的功率和效率问题：①电源内阻消耗的功率与干路电流有关，干路电流越大，消耗的功率越大．②电源的输出功率的最大值出现在外电阻和内阻相等时，可把定值电阻等效为电源的内电路，此时电动势不变，内阻为原内阻和该电阻的串联值.课堂检测：一、选择题1．下列关于闭合电路的说法中，错误的是( )A．电源短路时，电源的内电压等于电动势B．电源短路时，路端电压为零C．电源断路时，路端电压最大D．电源的负载增加时，路端电压也增大答案 D2．某电池当外电路断开时，路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4 V，则可以判定该电池的电动势E和内阻r分别为( )A．E＝2.4 V，r＝1 ΩB．E＝3 V，r＝2 ΩC．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω答案 B3.法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应，共同获得2007年诺贝尔物理学奖．所谓“巨磁电阻”效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象，物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用，他们的探究如下：为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示，其是磁报警装置一部分电路示意图，其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将( )A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大答案 C 解析当R B处出现断针时，R B减小，R总减小，I总增大，I总r增大，U ab＝E－I 总r将减小；由于I总增大，所以R1分压增大，U R1＋U RB＝U ab，可得U RB减小，I R3减小，由I R3＋I＝I总，可得I增大．4.如图所示是研究内、外电压的实验装置，“＋”、“－”是电池的两极，A、B是位于两极内侧的探针，电压表V、V′分别接在电池的两极和两探针上，R是滑动变阻器，P是它的滑动触头，下述中错误．．的是( )A．P向右滑动时V的示数增大B．P向右滑动时V′的示数减小C．电压表V′跟A端相连的接线柱应是“＋”接线柱D．电压表V′跟B端相连的接线柱应是“＋”接线柱答案 C 解析P向右滑动时，变阻器有效电阻变大，总电流变小，内电压U′＝Ir 变小，路端电压U变大，故A、B正确．在内电路中电流是从B经电解液流向A，φB>φA，电压表V′跟B端相连的接线柱是“＋”接线柱，跟A端相连的接线柱是“－”接线柱，故C错误，D正确．5．如图所示，经过精确校准的电压表V1和V2，分别用来测量某线路中电阻R两端a、b 间的电压时，读数依次为12.7 V和12.3 V，则( )A．a、b间的实际电压略大于12.7 VB．a、b间的实际电压略小于12.3 VC．电压表V1的内阻大于V2的内阻D．电压表V1的内阻小于V2的内阻答案AC 解析并联电压表使电路电阻减小，电流增大，故a、b两端电压比实际电压要小，且电压表内阻越大，测量值越大，越接近实际电压．6．如图所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小答案 B 解析滑动触点由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大．7．如图所示电路中，电源电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以( )A．增大R1B．减小R1C．增大R2D．减小R2答案AD解析电容器相当于断路，电路实际上是R和R2并联后再和R1串联．当R1增大，R总增大，I总减小，R分配电流减小，灯泡变暗；当R2增大，R总增大，I总减小，U增大，U R1减小，所以U R＝(U－U R1)增大，灯泡变亮．二、计算实验题8．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．答案 2 V解析当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，即E＝1.6＋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E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω9．如图所示，电解槽A和电炉B并联接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为648 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率475 W．(电炉电阻不变)，试求：(1)电源电动势．(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小．(3)S1、S2都闭合时，电解槽电能转化成化学能的功率．答案(1)120 V (2)20 A (3)1 900 W解析（1）S1闭合，S2断开时，电炉功率P1＝I2R，所以I＝P1R＝64819A，电源电动势E ＝I (R ＋r )＝120 V.(2)S 1、S 2都闭合时，电炉功率P 2＝I 2R R 所以I R ＝P 2R ＝47519 A ＝5 A 路端电压U ＝I R ·R ＝19×5 V＝95 V 通过电源的电流I ＝E －U r ＝120－951A ＝25 A 电解槽中电流I A ＝I －I R ＝20 A(3)电解槽消耗电功率P A ＝I A U ＝20×95 W＝1 900 W10.如图所示的电路，外电路电阻皆为R ，电源内阻为R 4，当S 断开时，在电容器极板间放一个质量为m ，带电荷量q 的电荷恰能静止，在S 闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m ，带电荷量为q ′的电荷，恰能静止，请探究分析q 和q ′应有什么关系．答案 见解析 解析 设电动势为E ，电容器板间距离为d ，则当S 断开时I ＝E R 4＋R ＝4E 5R ，所以U C ＝U R ＝IR ＝4E 5 由电荷静止，可由受力平衡得U C dq ＝mg整理可得：q ＝5mgd 4E① 当S 闭合时，I ＝E R 4＋R ·3R R ＋3R ＝E R U C ′＝I 4R ＝E 4R R ＝E4由电荷受力平衡得U C ′d q ′＝mg ，整理可得q ′＝4mgd E② 由①②可得q q ′＝516.。
人教版物理选修3-1课件：《闭合电路的欧姆定律》ppt课件
答案：ACD
第二章·课时7
第7页
人教版物理·选修3-1
二合一
解析：油滴悬浮在极板之间，说明油滴受到的电场力与重 力平衡．若要油滴 P 向下运动，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．而平行板两板间电压就是 R3 两端 的电压，故只有断开 S3，使电容器与电源脱离，同时使极板的 电荷通过 R1、R2 与 R3 放电，这样就达到了降低电压的要求．因 此应选 C.
B．P1＜P2
C．η1＞η2
D．η1＜η2
第二章·课时7
图6
第16页
人教版物理·选修3-1
二合一
解析：A 与 B(或 C)的交点所示电压、电流即为电阻与电源 连接时的电压和电流，故 P1＝2×4＝P2＝4×2，而 η1＝46，η2 ＝26，所以 η1＞η2.
答案：C
第二章·课时7
第17页
人教版物理·选修3-1
二合一
8．在图 7 所示电路中 E 为电源，其电动势 E＝9.0V，内阻 可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻 R＝30 Ω；L 为一小灯 泡，其额定电压 U＝6.0V，额定功率 P＝1.8 W；S 为开关，开 始时滑动变阻器的触头位于 B 端，现在接通开关 S，然后将触 头缓慢地向 A 端滑动．当到达某一位置 C 处时，小灯泡刚好正 常发光，则 CB 之间的电阻应为( )
答案：C
第二章·课时7
第8页
人教版物理·选修3-1
二合一
4．如图 3 所示，已知 R1＝R2＝R3＝1 Ω.当开关 S 闭合后，
人教版高中物理选修3-1第二章闭合电路欧姆定律(18张)-PPT优秀课件
电压表的读数为1.5V；当开关S
闭合时电压表的读数为1.2V则该
电源的电动势和内电阻分别为多
少?
s
E=1.5V r=0.2Ω
人教版高中物理选修3-1第二章2.7闭 合电路 欧姆定 律 (共18张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
R
V
E、r
人教版高中物理选修3-1第二章2.7闭 合电路 欧姆定 律 (共18张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
V
E、r
2、路端电压U随电流I变化的图象． 人教版高中物理选修3-1第二章2.7闭合电路欧姆定律 (共18张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
UEIr
U
图象的物理意义：
E
①在纵轴上的截距表示
电源的电动势E．
O
θ
I
②在横轴上的截距表示电源 的短路电流.
I短
E r
③图象斜率的绝对值表示电源的内阻， 内阻越大，图线倾斜得越厉害．
E、r
第二章 恒定电流
第7节 闭合电路欧姆定律
1、什么是电源？
知识回顾
把其它形式的能转换成电能的装置。
2、电源电动势的概念?物理意义? （1）意义：电动势表示电源将其他形式的
能转化为电能本领。
（2）定义：在电源内部非静电力把单位正 电荷从电源的负极移到正极所做的功。
定义式： E = W q
非静电力做功: W=Eq
例、如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当
开关处于位置1时,电流表读数
I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流
表读数I2=0.3A.求电源的电动势E
和内电阻r.
1 s
R1
E = 3V r = 1Ω
2 R2
A
物理选修3-1人教版2.7闭合电路欧姆定律(共49张ppt)
第一种方法： 原理：E=I(R+r) 由此可知需要测量两组对应的电流和电阻即可。 器材：一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)
A R
E.r
S1
S2 A
R1 R2 E.r
学生实验： 用一个电流表和两个定值电阻(或电阻箱)测量电源电动势和内电阻。
第二种方法：
原理：
E I( R r ) U ( R r ) U Ur
问题1：在如图所示的电路中，若电阻R增大，路端 电压U怎样变化？
有三种结论及分析方法，你认 为是否正确，说说为什么？
E.r
(1)电阻R增大，由U=IR可知R增大，路
R
端电压U增大。
(2)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，路端电压U减小。
(3)电阻R增大，由I=E/(R+r)可知R增大，I减小，又由 U=IR可知I减小，但R增大，所以结果不定。
R
Rr 1 r
所以：R增大，U增大
R
反之，R减小，U减小
讨论：
当R= 时,电压U等于多少?电路处于什么状态?当R＝0 时,电压U等于多大?电路处于
什么状态?
思考：如果要作出U—I关系图线，是一条什么样的图线？
U/V
1.是一条过原点的直线吗?为什么?
3a
2. 52
2.图中交点a对应什么电路状态? 3.图中交点b对应什么电路状态?
(1) I = 0.8A U=3.2V (2) I=1.18A U=2.8V 思考：外电阻的变化总能引起哪些量发生变化？ 外电阻的变化引起总电流和路端电压发生变化
E.r R1 R2
方案2： 实验：分别测新、旧电池两端的电压。 并分别与小灯泡连接，使小灯泡发光，观察小灯泡的亮度。
(人教版)选修3-1物理：《闭合电路的欧姆定律》ppt课件
第二章 7
人教版 ·物理 ·选修3-1
2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻 R 增大时，电流 I 减小，外电压 U__增__大____，当 R 增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝____E___。 (2)外电阻 R 减小时，电流 I 增大，路端电压 U__减__小___， 当 R 减小到零时，I＝Er ，U＝___0____。
第二章 7
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知识自主梳理
第二章 7
人教版 ·物理 ·选修3-1
闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路组成 (1)外电路：电源__外____部由用电器和导线组成的电路，在 外电路中，沿电流方向电势__降__低____。 (2)内电路：电源___内_____部的电路，在内电路中，沿电流 方向电势__升__高___。
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-1
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
人教版 ·物理 ·选修3-1
第二章 恒定电流
第二章 恒定电流
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第二章 7 闭合电路的欧姆定律
第二章 恒定电流
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1 学习目标定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理 4 重点难点突破
E (2)表达式：I＝___R_＋__r____ 公式中，R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r 是电源内阻。 (3)适用范围：__纯__电__阻___电路。
第二章 7
人教版 ·物理 ·选修3-1
路端电压与负载的关系 1.路端电压与电流的)：
U↑ U→E U↓ U→0
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[A组·基础题] 一、单项选择题 1.两个定值电阻R1、R2串联接在U稳定于12 V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，电压表示数为8 V，如果把它改接在R2的两端，则电压表的示数将( ) A．小于4 V B．等于4 V C．大于4 V而小于8 V D．等于或大于8 V 解析：当电压表并联在R1两端时，ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab，Rab＜R1，Rab两端电压为8 V，R2两端电压为4 V，则Rab＝2R2，所以R1＞2R2，由此可以推断，当不用电压表测量时，R2分得的电压小于4 V．当把电压表并在R2上时，bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻，Rbc＜R2，因而bc间电压一定小于4 V．所以本题正确选项为A. 答案：A
2.(2017·武汉调研)电子式互感器是数字变电站的关键设备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为( )
A．nU B.Un
C．(n－1)U D.Un－1 解析：Rac与Rcd串联，电流I＝UabRac＋Rcd，对输出端电压Ucd＝U＝IRcd＝UabRcdRac＋Rcd＝Uabn，即输入端电压为Uab＝nU. 答案：A 3.(2017·江西名校联考)如图所示电路中，R1和R2是两个滑动变阻器，电源的内阻不可忽略．开关S闭合后，灯泡L正常发光，两金属板之间的带电油滴处于静止状态，则( ) A．仅将R1的滑片向右移动，油滴会向上运动 B．仅将R2的滑片向左移动，灯泡L会变亮 C．仅将R1的滑片向右移动，路端电压变小 D．仅将R2的滑片向左移动，电源的功率变小 解析：R1与电容器串联，改变R1的阻值对原电路没有任何影响，对电容器也没有任何影响，A、C均错误；仅将R2的滑片向左移，电路的总电阻减小，电流增大，灯泡L变亮，B正确；电源的功率P＝EI增大，D错误． 答案：B 4．(2017·四川乐山第一次调考)某同学用图示的电路测绘小灯泡的伏安特性图线，连好电路后闭合开关，由a端向b端调节滑动变阻器R的滑片，发现电流表的示数为零，电压表的示数逐渐增大，则电路的可能故障为( )
A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．电流表断路 D．滑动变阻器断路 解析：若小灯泡短路，电压表也被短路，示数应为零，与题不符，故A错误．若小灯泡断路，电压表与电流表组成串联电路，由于电压表内阻很大，电流表示数为零，电压表直接测量滑片与a端间的电压，在滑片从a端向b端移动时，电压表的示数将增大，与题相符，故B正确．若电流表断路，电压表中无电流，将示数为零，与题不符，故C错误．若滑动变阻器滑片左半部分断路，则电流表示数不为零，若滑动变阻器滑片右半部分断路，则两个电表都示数为零，与题不符，故D错误． 答案：B 二、多项选择题 5.(2017·安徽合肥模拟)在如图所示的电路中，开关闭合后，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，则( ) A．灯L1变亮 B．灯L2变暗 C．电源的总功率变大 D．电阻R1有从b到a方向的电流 解析：开关闭合后，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，干路电流减小，灯L2变暗，B正确．内电压减小，路端电压增大，因干路电流减小，则L2两端电压减小，故并联支路两端电压增大，R所在支路电流增大，则L1所在支路电流减小，故灯L1变暗，A错误．电源的总功率P＝EI减小，C错误．电容器两端电压等于并联支路两端电压，电容器两端电压增大，电荷量增加，电容器处于充电过程，流过R1的电流b→a，D正确． 答案：BD 6.(2017·四川成都诊测)如图所示，R0为热敏电阻(温度降低时电阻增大)，R1为定值电阻，R是滑动变阻器，C为平行板电容器，C中央有一带电液滴刚好静止．下列各项单独操作中能使带电液滴向上运动的是( ) A．将R0加热 B．R的滑动触头P向上移动 C．C的上极板向上移动 D．开关S断开 解析：将R0加热，电阻减小，电路中电流增大，R两端电压增大，电容器极板间的电压增大，电场强度增强，故液滴受到的电场力大于重力，带电液滴向上运动，故A正确．R的滑动触头P向上移动时，电容器C两端的电压减小，极板间场强减弱，带电液滴向下运动，故B错误．由E＝U/d分析知，上极板向上移动，板间场强减小，带电液滴所受的电场力减小，则带电液滴向下运动，故C错误．开关S断开，电容器两板间电压为电源电动势，故电压增大，场强增强，故带电液滴受到的电场力大于重力，带电液滴向上运动，故D正确． 答案：AD
7.如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( ) A．P1>P2 B．P1＝P2 C．η1>η2 D．η1解析：P1＝U1I1＝4×2 W＝8 W，P2＝U2I2＝2×4 W＝8 W，选项A错误，B正确；η1
＝U1I1EI1，η2＝U2I2EI2，可得η1>η2，选项C正确，D错误．
答案：BC 8．(2016·高考江苏卷)如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有( )
A．路端电压为10 V B．电源的总功率为10 W C．a、b间电压的大小为5 V D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
解析：外电路的总电阻为R＝5＋1515＋55＋15＋15＋5 Ω＝10 Ω，电路的总电流为I＝ER＋r＝1210＋2 A＝1 A，路端电压U＝IR＝10 V，选项A正确；电源的总功率PE＝EI＝12 W，选项
B错误；两个支路电阻相等，所以支路中的电流为总电流的一半，即0.5 A，则a点右侧的电阻的电势降落为Ua＝0.5×15 V＝7.5 V，b点右侧的电阻的电势降落为Ub＝0.5×5 V＝2.5 V，故a、b间电压为7.5 V－2.5 V＝5 V，选项C正确；当a、b间用导线连接后，则外电路
的总电阻为5×155＋15 Ω＋5×155＋15 Ω＝7.5 Ω，总电流为I′＝127.5＋2 A＝1.26 A，选项D错误． 答案：AC [B组·能力题] 选择题 9.(2017·安徽芜湖模拟)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头由图示位置向左滑动的过程中，下列判断正确的是( ) A．电容器的带电荷量增加 B．电阻R2两端电压增大 C．电源的总功率增加 D．电源的输出功率一定减小 解析：当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，电阻R1接入电路中的阻值增大，电路的总电阻增大，电流减小，内电压减小，路端电压增大，R2两端的电压减小，滑动变阻器两端的电压增大，电容器两端的电压增大，电容器带电荷量增加，A正确，B错误；电源的总功率P＝EI减小，C错误；当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和内阻的关系，无法判断电源输出功率的变化情况，D错误． 答案：A 10.(2017·湖北八校联考)如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( ) A．质点P将向上运动 B．电流表的示数减小 C．电压表的示数减小 D．R3消耗的功率增大 解析：当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电流增大，R1两端电压增大，R3两端电压减小，R3的功率减小，电容器两端电压减小，质点P向下运动，A、D错误；R3中的电流减小，R2中的电流增大，电流表的示数增大，R2两端的电压增大，电压表的示数减小，B错误，C正确． 答案：C 11.(2017·山东淄博模拟)如图所示，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零即R1＝0)转变为正常态(一个纯电阻且R1＝3 Ω)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流IC＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V 6 W”的字样，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω.原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现灯泡L突然发生短路，则( )
A．灯泡L短路前通过R2的电流为47 A B．灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，电路中的电流为1 A C．灯泡L短路后通过R1的电流为43 A D．灯泡L短路后通过R2的电流为2 A 解析：灯泡L短路前，灯泡L中的电流为IL＝PU＝1 A，此时超导元件的电阻为零，则R2被短路，R2中的电流为零，A错误；灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，外电路的总电阻R＝R1R2R1＋R2＝2 Ω，电路中的电流I＝ER＋r＝2 A，B错误；灯泡L短路后，
由于R1∶R2＝1∶2，所以通过R1的电流为23I＝43 A，通过R2的电流为13I＝23 A，C正确，D错误． 答案：C 12．(2017·江西红色七校联考)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是( )
A.U1I不变，ΔU1ΔI变大 B.U2I变大，ΔU2ΔI不变