闭合电路欧姆定律

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高中物理:闭合电路的欧姆定律

高中物理:闭合电路的欧姆定律

高中物理:闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】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=(只适用于纯电阻电路);②E=U外+Ir(适用于所有电路)。

2.路端电压与外电阻的关系:一般情况U=IR=•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=,U=0(2)当外电路短路时,I短【命题方向】(1)第一类常考题型是对电路的动态分析:如图所示,电源电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器的滑片P处于左端时,三盏灯L1、L2、L3均发光良好。

在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L2变暗B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.电压表V1、V2示数均变大D.电压表V1、V2示数之和变大分析:在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,先分析变阻器接入电路的电阻如何变化,分析外电路总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化,即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化,从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。

再根据路端电压的变化,分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化;根据干路电流与L3电流的变化,分析L1电流的变化,即可判断灯泡L1亮度的变化。

根据路端电压的变化,判断两电压表示数之和的变化。

解:B、滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,整个闭合回路的总电阻变大,根据闭合欧姆定律可得干路电流I=变小,灯泡L2变暗,故B错误。

C、灯泡L2两端电压U2=IR2变小,即电压表V2示数变小,电压表V1的读数为U1=E﹣I (r+R2),变大,故C错误。

A、小灯泡L3变亮,根据串、并联电路的特点I=I1+I3,I减小,I3=变大,则通过小灯泡L1的电流I1减小,小灯泡L1变暗,故A正确。

D、电压表V1、V2示数之和为U=E﹣Ir,I减小,U增大,故D正确。

故选AD。

点评:本题首先要搞清电路的连接方式,搞懂电压表测量哪部分电路的电压,其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

小结: 1、电路的组成:内电路和外电路
2、闭合电路欧姆定律: I E Rr
3、从能量守恒的角度理解欧姆定律
作业:导学案上的习题
三、路端电压与电流的关系
思考:甲乙两位同学讨论路端电压U和电路中电 流I的关系: 甲说:根据U=IR,知电路中I越大,路端电压U越大 乙说:根据U=E-Ir,知电路中I越大,U越小
W=E外+E内 即:EIt=I2Rt+I2rt 整理得:E=IR+Ir
U=E-Ir
问题1:推导路端电压与负载的关系
三、路端电压和负载的关系
电源一定时: 1、外电阻增大时,电流减小,路端电压增大。 外电阻无穷大时路端电压等于电源电动势。
2、外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。 外电阻为0时路端电压等于0.内电压等于电动势。
一、闭合电路的组成
①电源外部的电路叫外电路 。包括用电器、
开关导线等。
②电源内部的电路叫内电路。如发电机的
线圈、电池的溶液等。
I
R
闭合电路
E
S
开关
开关
用电器
开关
观察:电键逐个闭合后灯泡的亮度如何变化?
思考一:如果拆除电路中的电阻,然后闭合 开关,猜想灯泡的亮度又会如何变化?
思考二:电源的电压被谁“偷走”了呢?
你认为他们谁的说法正确的?为什么?
IR
闭合电路
E
S
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
W=Eq=EIt
4、以上各能量之间有什么关系?

闭合电路欧姆定律和欧姆定律的区别

闭合电路欧姆定律和欧姆定律的区别

闭合电路欧姆定律和欧姆定律的区别在学习电学知识时,我们经常会听到欧姆定律和闭合电路欧姆定律这两个概念。

虽然它们都是描述电路中电流的关系,但是它们有着不同的应用范围和特点,下面我们就对它们进行一一比较分析。

欧姆定律欧姆定律是描述电路中电流与电压、电阻之间关系的定律,是我们学习电学知识时所经常接触的。

欧姆定律的表达式为:U=IR其中,U表示电压(单位为伏特),I表示电流(单位为安培),R表示电阻(单位为欧姆)。

这个公式也可以用其他形式表示,如I=U/R和R=U/I,它们之间是等价的。

欧姆定律告诉我们,在一个电路中,通过一个电阻器的电流和其电阻成正比,电流与电压成比例,电阻和电压成正比。

欧姆定律适用于任何在正常工作条件下运行的回路,无论是开路还是闭路。

此外,在实践中,可以应用欧姆定律来计算一台电器的电源需求,或者测试电路中是否存在电阻变化等。

闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律,也称为基尔霍夫电流定律,是描述闭合电路中电流与电压、电阻之间的关系的定律。

它是基于基尔霍夫第一定律的,即在任何时候,电路中的电流总和等于流入电路的电流总和。

闭合电路欧姆定律的表达式为:$\\sum V_i = \\sum R_iI$其中,$\\sum V_i$表示电路中所有电源(电动势)和电压源(电势差)的总和,$\\sum R_iI$表示电路中所有电阻的总和与电流的乘积。

闭合电路欧姆定律适用于任何闭合电路中。

它可以用来计算定向电流的大小和方向,或者通过一个特定电势差源的电路中的电流。

区别欧姆定律和闭合电路欧姆定律都是描述电路中电流与电压、电阻之间关系的定律,但是它们有以下几个区别:1.应用范围不同:欧姆定律适用于任何电路中,包括开路电路,而闭合电路欧姆定律适用于闭合电路中,在开路电路中无法使用。

2.计算方式不同:欧姆定律是基于电流、电压和电阻的关系计算电路中的电流、电阻或电压,而闭合电路欧姆定律是通过各路径的电压和电流之和计算闭合电路中的电流的大小和方向。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

(一)闭合电路欧姆定律1、电源电动势:电源是把其他形式的能转化为电能的装置。

电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量;电动势的大小由电源本身的性质决定,数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量,也等于电源没有接入电路时两极间的电压;电动势是标量,方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。

2、闭合电路欧姆定律(1)闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成,也可叫含电源电路、全电路。

(2)在闭合电路里,内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律,设电源的内阻为r,外电路的电阻为R,那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir,电流流过外电阻时的电压降为U外=IR,由U外+U内=E,得。

该式反映了闭合电路中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,即为闭合电路欧姆定律,适用条件是外电路为纯电阻电路。

3、路端电压与负载变化的关系(1)路端电压与外电阻R的关系:(外电路为纯电阻电路)其关系用U—R图象可表示为:(2)路端电压与电流的关系U=E-Ir(普适式)其关系用U—I图象可表示为当R=∞时,即开路,当R=0时,即短路,其中,r=|tgθ|.4、闭合电路中的功率(1)电源的总功率(电源消耗的功率)P总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P输=IU电源内部损耗的功率:P损=I2r由能量守恒有:IE=IU+I2r(2)外电路为纯电阻电路时:由上式可以看出:即当R=r 时,此时电源效率为:(2)当R>r 时,随R 的增大输出功率减小。

(3)当R<r 时,随R 的增大输出功率增大。

(4)当时,每个输出功率对应2个可能的外电阻R 1和R 2,且(二)“串反并同”定则:在外电路为混联的闭合电路中,讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时,可采用以下简单的方法:“串反并同”,当某一电阻发生变化时,与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化;与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。

闭合电路的欧姆定律

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

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流随外电阻变化的关系。

E=U内+U外E=Ir+IR电源的总功率P总=IE电源的输出功率P输=IU电源内阻上损耗的功率P损=I²r VP总=P输+P损IE=IU+I²r电源的非静电力做功W非=qE=IEt IEt=IUt+I²rt电源的电动势和内阻r是一定的,当负载电阻R增大时,电流I将减小,则电源内阻上的电势降Ir将减小,所以路端电压U增大,所以路端电压U随外电阻的增大而增大。

当R→∞,也就是当电路断开时,I→0则U=E。

当开路(亦称开路)时,路端电压等于电源的电动势当R→0时,→E/r,可以认为U=0,路端电压等于零。

这种情况叫电源短路,发生短路时,电流I叫做短路电流.1.电源的电动势为3.0V,内电阻为0.20Ω,外电路的电阻为4.80Ω,则电路中的电流I=__________________A,内电压__________________V,路端电压_________________V。

2.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,外电路总电阻为R,当S闭合后,电源总功率为___________________,电源的输出功率为___________________,外电路消耗的功率为_____________________,内电路消耗的功___________________,电源的供电效率为______________________。

3.3、许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,这块电池板的内电阻是( ).(A)60Ω(B)40Ω(C)20Ω(D)10Ω4、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-t图象,如图4所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是\A.短路电流B.电源内阻C.电源电动势D.全电路电阻UI 5、电源电动势为ε,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压,下列说法中正确的是( ).(A)因为电源电动势不变,所以路端电压也不变(B)(B)因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大(C)(C)因为U=IR,所以当I增大时,路端电压增大(D)(D)因为U=ε-Ir,所以当I增大时,路端电压下降6.如图所示R1=14Ω,R2=9Ω。

闭合电路欧姆定律

闭合电路欧姆定律

5讲 闭合电路欧姆定律一、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,包括用电器和导线等.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,即I=E/(R+r )②由E =U +Ir 可知,电源电势能等于内外压降之和;③适用条件:纯电阻电路 (3)路端电压跟负载的关系 ①路端电压:根据U =IR =ER/(R +r )=E/(1+r/R)可知,当R 增大时,U 增大;当R 减小时,U 减小。

表示为U -R 图象如右 ②U 一I 关系图由闭合电路欧姆定律知:U =E -Ir , 路端电压随着电路中电流的增大而减小; U 一I 关系图线如图示当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电动势E ;当外电路电压为U =0时,横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻. (4).闭合电路的输出功率①功率关系:P 总=EI=U 外I 十U 内I= UI +I 2r ,②电源的输出功率与电路中电流的关系:P 出=EI -I 2r 2224E E r I r r ⎡⎤=--+⎣⎦当2EI r=时,电源的输出功率最大,24m EP r=③电源的输出功率与外电路电阻的关系:()2224E P I R R r rR==-+出当R =r 时也即I=E/2r 时,电源的输出功率最大, 24m EP r=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R l 和R 2,不难证明r =R<r 时,若R 增大,则P 出增大;当R>r 时,若R 增大,则P 出减小.应注意: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④电源的供电效率 100%100%100%U P R P E R rη=⨯=⨯=⨯+外出总【例1】如图所示,电压表 V l 、V 2串联接入电路中时,示数分别为8 V 和4 V ,当电压表V 2接入电路中时,如图(2)所示,示数为 10 V ,求电源的电动势为多少?解析:当两电压表接入电路时,电路中的电流强度为I l ,当一个电压表接入电路时,电路中的电流强度为I 2,则由图可知I 1=(E 一12)/r= 4/R v2……①I 2=(E -10)/r =10/R v2……② (l )÷(2)后得(E 一12)/(E -10)=4/10 解得 E = 13.3 V点评:还可以根据串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式.(E 一12)/4=r /R v2和(E -10)/10=r /R v2,等量代换后,即得E =13.3V .【例2】 如图所示,RB = 4Ω,A 、C 、D 是额定电压和额定功率均相同的三个用电器、电源内阻是l Ω.S 闭合后,当变阻器的电阻调为5Ω时,各用电器均正常工作.(1)S 断开后,若仍要各用电器正常工作,变阻器电阻R 应调为多少? (2)S 闭合和断开时, R B 上的电功率之比P B ∶P B /=?变阻器上消耗的功率之比 P ∶ P /=?解析:(1)在图所示的电路中,A 、C 、D 三个用电器是并联的,且正常工作,其额定功率相等,说明三个用电器的电流均相等,设每个用电器的额定电流为I , 若S 闭合,有3I =(E -U )/(R B +R +r )………① 若 S 断开,则有2I =(E -U )/(R B +R x +r )………② 由①、②解得R x = 10Ω(2)在 S 闭合和断开两种情况下,电阻R B 上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比 P B ∶P B /=(3I /2I )2=9/4,变阻器上消耗的功率应等于通过的电流平方与电阻乘积之比 P ∶ P /=(3I /2I )2×(R /R x )=9/8【例3】在图电路中,直流发电机E=250V ,r =3Ω,R 1=R 2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为 200V ,额定功率为1000W ,其它电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作? (2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大? (3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R 1、R 2上消耗的功率最大? (5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?解析:不计用电器电阻随温度的变化,则每只电热器的电阻R 0=10002002=40Ω,每只电热器的额定电流I 0=2001000=5A (1) 要使用电器正常工作,必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V ,因此干路电流1225020010311U I A r R R ε--===++++而每只电热器额定电流为5A ,则电热器的只数n 1=10/5=2只(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内电阻,由此可得电热器总电阻为R=r -(R 1+R 2)=3-(1+1)=1Ω,故有n 2=R 0/R=40/1=40只(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器组得到的电功率最大,把R 1、R 2视为等效(电源)内电阻,则其总电阻为R /=R 1+R 2+r=1+l +3=5Ω 所以n 3=R 0/R /=40/5=8只,(4)要使R 1、R 2上消耗功率最大,必须使其电流为最大,由此电路中总电阻必须是小.即当50只电热器全接通时,可满足要求.所以n 4=50只.(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大.则须使U AB 最大,这样A 、B 间的电阻应最大,所以n 5=1只 【例4】如图所示,直线AOC 为某一电源的总功率P 总随电流i 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图象.若A 、B 对应的横坐标为2A ,那么线段AB 表示的功率及I=2A 时对应的外电阻是( ).A .2W ,0.5Ω;B .4W ,2Ω;C .2W ,l Ω;D .6W ,2Ω; 解析:由图象知,直线OAC 表示电源的P 总-I 的关系,即P 总=E ·I 在C 点,I=3A , P 总=9W ,所以 E=P 总/I=9/3V=3V 抛物线OBC 表示电源的P r -I 的关系,即P r =I 2 r , 在C 点,I =3A ,Pr=9W ,所以r =P r /I 2=9/32=l Ω 根据闭合电路的欧姆定律,当I=2A 时,0.5IrR Iε-==Ω线段AB 表示的功率即电源的输出功率,有PAB=UI=I 2R=22×0.5=2W规律方法1、 两个U -I 图象的比较(1) 路端电压与电流的关系:U =E -Ir ,可用图甲表示,图象表示在E 、r 不变的前提下,U 随I 单调递减,U 是I 的一次函数,由图甲说明A. 图中表示电流为I1时,路端电压为U1,对应内电压为U ′B. 过E 点的平行于横轴的虚线表示电流为零时,路端电压不随I 而改变,且始终等于电源电动势,就是理想电源的情况 C. 图线斜率表示电源内阻的大小图中I m 表示外电阻等于零(即短路)时,回路中的电流,即I m =E/r(2)一段导体两端的电压与通过的电流关系:U =IR ,可用图乙表示。

高中物理必修三12.2闭合电路欧姆定律

高中物理必修三12.2闭合电路欧姆定律
正常工作时,下述正确的是( CD )
A.电动机所消耗的电功率I2R
B.t秒内所产生的电热为UIt
C.t秒内所产生的电热为I2Rt
D.t秒内输出的机械能为(U-IR)It
课堂练习
3. 如图所示,直线a为某电源的路端电压随干路电流的变化图线,直
线b为某一电阻R两端的电压随电流的变化图线,把该电源和该电阻组
功率关系:
EI I R I r
电压关系:

2
2
2
2
2
E IR Ir U 外 U内



=
+
新知讲解
三、闭合电路欧姆定律及其能量分析
1.电源电动势等于内、外电路电势降落之和。 = 外 +内
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,跟内、外电路的电阻
外=2(外电路为纯电阻电路)
4.联系:

= 内 + 外
=2 + 外
(外电路为纯电阻电路)
温故知新
5.输出功率的最大值:(纯电阻电路)

²
²
=
² =
=
+
+ ²
− ² +
²
=
− ²
+

²
(1)当 = 时,输出功率最大, 出 =
+
+
+
+
+
电源
_
_
_
_
+
负极
新知讲解
一、电动势
2.电动势
(1)定义:非静电力所做的功与移动的正电荷的电量的比值叫做电动势。

高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律

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。

6闭合电路欧姆定律

6闭合电路欧姆定律

闭合电路欧姆定律【知能准备】1.内、外电路:、导线组成外电路,是内电路。

在外电路中,沿电流方向电势。

2.闭合电路的电流跟电源电动势成,跟内、外电路的电阻之和成。

这个结论叫做闭合电路欧姆定律。

3.电动势和电压:断路时的路端电压电源电动势;闭合电路中,电动势等于电势降落之和。

【同步导学】1.路端电压U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的,不随外电路电阻的变化而改变,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的: 有:(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= (短路电流),短路电流由电源电动势和内阻共同决定,由于r一般很小,短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾.例1 有电路如图所示,R1=3000Ω,V A是内阻为6000 Ω的电压表,V B是内阻为3000Ω的电压表。

已知:S1断开、S2接到A时,电压表读数是4 V;S1接通、S2接到A时,电压表读数是8 V;S1接通、S2接到B时,电压表读数是7.5 V. 求R的值. (R=2500 Ω. )2.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U=E-Ir,E和r可认为是不变的,由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线,如图所示.依据公式或图线可知:(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I=.图线斜率绝对值在数值上等于内电阻(4)电源的U—I图象反映了电源的特征(电动势E、内阻r)例2 如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为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,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是_______W。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律
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。

公式为
I=E/R+r,I表示电路中电流,E表示电动势,R表示外总电阻,r表示电池内阻。

欧姆定律意义说明
定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻,
这是一对矛盾在电路中的统一。

变式E=U外+U内=IR+r则说明了在闭合电路中电势升和降
是相等的。

①用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压U外,不是内电路两端的电压U内,也不是电源电动势,所以U外<E。

②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,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。

③式E=I,R+r只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。

U外=E-Ir和E=U外+U内适用
于所有的闭合电路。

闭合和部分电路怎么区分
区别
闭合电路欧姆定律阐明了包含电源在内的全电路中,电源电动势、路端电压和电源内
电压的关系
数学表达式:E=U外+U内,适合所有电路。

部分电路欧姆定律只表示部分电路电流、电压、电阻之间的关系。

数学表达式:I=U/R
联系
I=E/R+r,I=U/R适合纯电阻电路;闭合电路欧姆定律包含了部分电路欧姆定律的内容。

感谢您的阅读,祝您生活愉快。

闭合电路欧姆定律知识点

闭合电路欧姆定律知识点

闭合电路欧姆定律知识点闭合电路欧姆定律是电路理论中最基础的知识之一。

它描述了电流、电阻和电压三者之间的关系。

在闭合电路中,电流的大小取决于电压和电阻的大小。

欧姆定律表明,当电路中有电流流动时,电压与电阻的比例是恒定的。

在这篇文章中,我们将详细介绍闭合电路欧姆定律的知识点。

一、什么是闭合电路欧姆定律?闭合电路欧姆定律是一种描述闭合电路中电流、电压和电阻之间关系的规律。

该定律得名于德国物理学家乔治·西蒙·欧姆,他在1827年发现了电流和电压之间的关系。

欧姆定律由以下公式表示:I=V/R,其中I表示电路中的电流,V表示电路中的电压,R表示电路中的电阻。

这个公式告诉我们,电流的大小取决于电压和电阻的大小。

二、电压、电阻和电流三者之间的关系电压、电阻和电流是电路中最基本的量。

电压是指电场在空间中产生的电势差,它是推动电流在电路中流动的力量。

电阻是电流在电路中流动时遇到的阻碍,它是电阻器中电阻的大小。

电流是电荷在电路中移动的情况,它是描述电路中电子的移动方向的。

在闭合电路中,电阻是电路中影响电流大小的最重要因素。

电路中的电阻会影响电流的大小和方向。

电阻越大,电流就越小。

而当电路中的电阻很小时,电流就会更大。

电路中的电压和电阻也是影响电流方向的因素。

当电路中的电压大于电阻时,电流会沿着电压的方向流动。

相反,当电路中的电压小于电阻时,电流就会朝着相反的方向流动。

三、电阻的计算方法电阻是衡量电路中电阻对电流流动的影响程度的一个参数。

电阻的大小可以通过以下公式计算:R=V/I,其中R表示电阻,V表示电压,I表示电流。

为了计算电阻,可以使用电阻计。

电阻计是一种用于测量电路中电阻的仪器。

在测量电阻时,需要将电阻计的两个引线连接到电路中的两个端点上。

电阻计会自动测量电阻的值并将其显示在屏幕上。

四、电压的计算方法电压是电场在空间中产生的电势差,它是推动电流在电路中流动的力量。

电压的大小可以通过以下公式计算:V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。

物理闭合电路欧姆定律

物理闭合电路欧姆定律

例2 如图所示电路,已知E=6 V,r=4 2 Ω,R2的变化范围是0~10 Ω.求:
(1)电源的最大输出功率.
Ω,R1=
(2)R1上消耗的最大功率. (3)R2上消耗的最大功率.
【思路点拨】(1)当R1+R2=r时电源的输出功率最 大.(2)R1是固定电阻,注意不要照搬上述方法.(3)R2 是可变电阻,可把R1+r看成内阻,当R2=R1+r时, R2功率最大.
对带电小球运动的全过程,根据动能定理得: q′U′-mg2d-q·U2′=0 联立解得:q′=76q
【答案】(1)3m2qgd (2)76q
【方法与知识感悟】含容电路的分析
电容器是一个储存电荷的元件. 在直流电路中,当电 容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到 稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大 (只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电 容器处电路看做断路,简化电路时可去掉它. 简化后 若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.
D.改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为 4W
【思路点拨】正确理解电源的U-I图象和电阻的U-I 图象的物理意义及其交点的物理意义是解题的关键.
【解析】从 I-U 曲线可以求出电池组的电动势 为:E=4 V,电池组的内阻为:r=|ΔΔUI |=|44| Ω=1 Ω, 选项 A 正确;电阻的阻值为:R=ΔΔUI′′=31- -00 Ω= 3 Ω,选项 B 错误;电池组的输出功率为:P=UI=3× 1 W=3 W,选项 C 错误;电池组的最大输出功率为: Pm=E4r2=4×42 1 W=4 W,选项 D 正确.
四、闭合电路中的能量转化关系
1.电源的功率 P=IE,普遍适用; P=RE+2 r=I2(R+r),只适用于外电路

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律【知识点归纳】(一)、闭合电路的欧姆定律:1、闭合电路的欧姆定律的内容:(1)闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。

公式:I = rR E + ; (2)从闭合电路欧姆定律中,还可导出电路功率的表达式: EI = U I + U'I = I 2R + I 2r 。

(3)、定律的适用条件:外电路为纯电阻电路。

2、闭合电路欧姆定律的应用:路端电压变化的讨论:(1)当R 增大时,I 减小,U'=I r 减小,U 增大;当R ∞时,I = 0 ,U =E (最大);0 时 ,I = rE ,U = 0 ; (2)当R 减小时,U 减小,当R 3、闭合电路欧姆定律的应用(二)应用闭合电路的欧姆定律分析电路中有关电压、电流、电功率的方法;(1)分析电路中的电压、电流、电阻时,一般先由闭合电路欧姆定律确定电路的总电流、路端电压,再结合部分电路的欧姆定律分析各部分电路的参数。

(2)分析电源的电动势、内电阻时,可将(1)中的分析顺序逆进行。

(3)分析电路的功率(或能量)时可用公式EI = U I + U'I = I 2R + I 2r其中EI 为电源的总功率(或消耗功率),U I= I 2R 为电源的输出功率(或外电路的消耗功率);U'I= I 2r 为电源内部损耗功率,要注意区分。

【案例分析】一、 判断灯的亮暗例1、 四个灯泡连接如图所示,当电键S 2断开、S 1接通a 点时,灯泡L 1最亮,L 2和L 4最暗且亮度相同,当电键S 2闭合、S 1接通b 点时,下例亮度分析正确的是( )A. 灯泡L 1最亮,L 4最暗B. 灯泡L 2最亮,L 3最暗C. 灯泡L 3最亮,L 1最暗D.灯泡L 4最亮,L 1最暗二、 电压表和电流表示数的变化例2、 如图所示是一火警报警系统的部分电路示意图,其中R 2为用半导体正热敏材料制成的,电流表为值班室的显示器,a 、b 之间接报警器,当传感器R 2所在处出现火情时,显示器中的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( )A 、I 变大,U 变大B 、I 变小,U 变小C 、I 变小,U 变大D 、I 变大,U 变小例3、 如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触片向 b 端移动时:A.伏特表 V 和安培表A 的读数都减小B.伏特表V 和安培表A 的读数都增大C.伏特表V 的读数增大,安培表A 的读数减小D.伏特表V 的读数减小,安培表A 的读数增大三、判断电路的故障例4、如图所示的电路中,灯泡LA和L B都是正常发光的,忽然灯泡L B比原来变暗了些,而灯泡L A比原来变亮了些,试判断电路中什么地方出现了断路故障(设只有一处出了故障)。

闭合电路欧姆定律(知识梳理)

闭合电路欧姆定律(知识梳理)

闭合电路欧姆定律(知识梳理)一、欧姆定律欧姆定律是由德国电学家和物理学家埃尔斯蒂·欧姆(Georg Ohm)提出的有关电路中电流、电压和电阻的关系的定律,它称为“欧姆定律”。

欧姆定律的公式表达为,经典的欧姆定律公式是:V = I*R,V 是电路中的电压(单位为伏特),I 是电路中的电流(单位为安培),R 是电路中的电阻(单位为欧姆)。

欧姆定律可以简单地认为是电流与电阻密切相关的定律,规定实际中电路内电阻大小决定了电流大小,即电阻越大,电流就越小;电阻越小,电流就越大;而电流和电压的关系则可用V=IR表示,即在恒定的电阻下,电压的大小决定了电流的大小。

闭合电路是指电路中的电路分支都连接在一起,形成一个闭合的环路,满足相等的电压总差值,因而能够使用欧姆定律进行计算。

在闭合电路中,利用欧姆定律可以求出电路中每一线段的电压大小、电流大小以及每一段电路中电阻的大小。

闭合电路中支路上的所有电阻总和等于电路中的总电阻值。

只要给出电路中的总电压和总电阻,就可以求出支路上的电压、电流、电阻的大小。

例如,有一个闭合电路,里面有三个电阻,分别为 R1、R2和R3,并且它们的总和为R4。

这时候,闭合电路总电阻 R4 = R1+R2+R3,利用欧姆定律,就可以求出三个电阻分别对应的电压大小、电流大小,以及每一段电路中电阻的大小。

欧姆定律虽然是一个比较简单、容易理解的定律,但是它非常重要,在电子产品的设计、使用、检测、维护等方面都有重要的作用。

用欧姆定律可以很方便地计算和分析电路的电压、电流及电阻的量值,对于电子元器件的短路、开路、负载等情况的分析,欧姆定律也是一个重要的参考依据。

欧姆定律也应用于非电路的求解中,比如把它用于求解气动系统内的压力、容积与流量的关系,用于求解水力学中的压力与流量的关系等,这都是欧姆定律的广泛应用。

第8讲 闭合电路欧姆定律

第8讲 闭合电路欧姆定律

第8讲 闭合电路欧姆定律一.基础知识一、电动势1.电源定义:把 能转化为 能的装置。

电源的作用:保持两极间有一定 ,供给电路 。

2.电动势的含义:描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。

在数值上就等于电源 时两极间电压。

用符号E 表示。

单位为(1)电动势由电源自身决定,与外电路 关(2)电源的电动势等于内、外电路上的电压之和,关系式为 E= 二、闭合电路欧姆定律1.闭合电路欧姆定律:电路中的电流和电源 成正比,跟电路中的 成反比。

表达式为:I= 闭合电路欧姆定律表达式还有:E=U+U′、E=IR+Ir 及U=E-Ir 2.讨论路端电压,电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律如图所示电路。

闭合电键,改变滑线变阻器阻值,使R 逐渐减小,对应伏特表读数U 逐渐 ,U 的理论变化范围为 。

原因:电源存在 ,随着R 变小,电流 ,电源内阻消耗的电压U′ ,外电路电电压U 。

R↑→I↓,U↑、U′↓ 当R→∞时,I= 、U= 、U′= (断路时) R↓→I↑,U↓、U′↑ 当R=0时,I=rE(短路电流强度)U= 、U′=3.在闭合电路中的能量转化关系电源总功率(电路消耗总功率):P 总= 外电路消耗功率(电源输出功率):P 出= 内电路消耗功率(一定是发热功率):P 内= 纯电阻电路中,电源输出功率随外电路电阻变化关系:P 出=UI=r R E +·R·r R E +=2)(rR E +·R 讨论该函数极值可知,当R= 时,输出功率有极大值:P 出= ,电源输出功率与外阻关系图象如图所示,R <r 时,随R 增大输出功率 ,R=r 输出功率 ,R >r 时,随R 增大,输出功率 。

二.典型例题例1. 如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R 1=10Ω,R 2=8Ω.当电键S 接位置1时,电流表的示数为0.20A .那么当电键S 接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19AU=I 1RU 内=I 1r U r=0 1OEIo RP 出P mr 2AR 1 R 2 1解:电键接2后,电路的总电阻减小,总电流一定增大,所以不可能是0.19A.电源的路端电压一定减小,原来路端电压为2V,所以电键接2后路端电压低于2V,因此电流一定小于0.25A.所以只能选C。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

例3、如图所示,电路中电源电动势 、如图所示,电路中电源电动势E=6.0V,内阻 , 可忽略不计,电阻值分别为R 可忽略不计,电阻值分别为 1=2.4k ,R2=4.8k , 电容器的电容C=4.7µF,闭合开关 ,待电流稳定后, 电容器的电容 ,闭合开关S,待电流稳定后, 用电压表测R 两端的电压,其示数为1.50V。求: 用电压表测 1两端的电压,其示数为 。 (1)该电压表的内阻为多大? )该电压表的内阻为多大? (2)由于电压表的接入,电容器的带电量变化多少? )由于电压表的接入,电容器的带电量变化多少?
U
c
a
b
O
I
总结:路端电压 随电流 变化的图象. 随电流I变化的图象 总结路端电压U随电流 变化的图象.
(1)图象的函数表达: )图象的函数表达: (2)图象的物理意义
U = E−Ir
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E. 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, 源的内阻,内阻越大,图线 倾斜得越厉害. 倾斜得越厉害.
外电路
R
K
内电路
E
r
二、闭合电路欧姆定律
1、推导:对纯电阻电路 推导: 而
U = Ir 内
E =U外 +U 内 U外 = IR
E 所以: E = IR+ Ir I = R+r 内容: 2、内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成 正比,跟电路中内、外电路的电阻之和成反比. 正比,跟电路中内、外电路的电阻之和成反比
例1、设电源的电动势 、设电源的电动势E=3V,内阻 ,内阻r=2 Ω 。请根据路端 电压与电流的关系U=E-Ⅰr,以U为纵坐标,Ⅰ为横坐 为纵坐标, 电压与电流的关系 Ⅰ, 为纵坐标 作出U与 关系的函数图象,并讨论以下问题。 标,作出 与Ⅰ关系的函数图象,并讨论以下问题。 (1)外电路断开的状态对应于图中的哪个点? )外电路断开的状态对应于图中的哪个点? 怎样看出这时路端电压与电动势的关系? 怎样看出这时路端电压与电动势的关系? 的大小对图象有什么影响? (2)电动势 的大小对图象有什么影响? )电动势E的大小对图象有什么影响 (3)电源短路的状态对应于图中的哪个点? )电源短路的状态对应于图中的哪个点? 怎样读出这时电流的大小? 怎样读出这时电流的大小? 的大小对图象有什么影响? (4)r的大小对图象有什么影响? ) 的大小对图象有什么影响

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律
电源输出功率 外电阻
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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闭合电路的欧姆定律一、焦耳定律●知识点1 电功1.定义:导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动电场力做的功称为电功. 2.公式:W Uq UIt ==3.意义:电功是电流做功的过程中电能转化为其他形式的能的多少的量度. ●知识点2 电功率1.定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值,叫做电功率.2.公式:计算电功率的普适公式为P UI =.对于纯电阻电路,计算功率可以用公式2P I R =和2U P R=.3.单位:在国际单位制中的单位是瓦特,符号为W . 4.意义:电功率表示电流做功的快慢.5.用电器的额定功率和实际功率用电器正常工作条件下所加的电压叫额定电压,额定电压下消耗的功率叫额定功率,即P I U =⋅额额额 . 实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,即P I U =⋅实实实,P 实不一定等于P 额,若U U >额实,则P P >额实,用电器可能烧坏. ●知识点3 焦耳定律1.电流流过导体时,导体上产生的热量记为Q ,则2Q I Rt = (焦耳定律适用于一切导体或用电器,但只能用来求电热.) 2.电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中,W Q =,此时2UIt I Rt =,U IR =,故22U UIt I Rt t R==.(2)在非纯电阻电路中,W Q >,此时2UIt I Rt >,U IR >,故2Ut R无意义,E W Q =-其他.【例1】 下列关于电功的说法中,错误的是( )A .导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B .电流做功的过程,就是电能转化为其他形式的能的过程C .电流做功消耗的能量,由电源来供给D .电功就是电能【例2】 把一根电阻丝接入一恒定电压上,电阻丝消耗的功率为P ;若把电阻丝均匀拉长,使其直径变为原来的一半,那么电源在电阻丝上的功率变为原来的( )A .12倍B .14倍C .18倍 D .116倍【例3】 如图所示,电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关1S ,三个灯泡都能正常工作.如果再合上2S ,则下列表述正确的是 A .电源输出功率减小B .1L 上消耗的功率增大C .通过1R 上的电流增大D .通过3R 上的电流增大【例4】 一台洗衣机上的电动机的额定电压220V U =,线圈电阻1R =Ω,在额定电压下正常运转时的电流为2A I =,求: (1)电动机消耗总功率和发热的功率;(2)电动机的输出功率.【例5】 用抽水机抽水灌溉农田,已知时间t 内可将质量为m 的水抽高H 送到地面上,水流出时的速度为v .求(1)抽水机在时间t 内对水做的功;(2)若抽水机是由电动机带动的,抽水机和电动机的效率分别为1η和2η,电动机的输入电压为U ,则通过电动机线圈的电流为多大?【例6】 已知两电阻12R R 、的IU 图线如图所示,把12R R 、并联接到一电源上,1R 消耗的功率为6W ,则电源输出的功率是( ) A .8W B .10W C .15W D .22W【例7】 两个电阻18R =Ω,22R =Ω,并联在电路中,欲使两个电阻消耗的电功率相等,可行的方法是( )A .用一个阻值为2Ω的电阻与1R 串联B .用一个阻值为6Ω的电阻与1R 串联C .用一个阻值为6Ω的电阻与2R 串联D .用一个阻值为2Ω的电阻与2R 串联【例8】 如图所示,灯12L L 、都为“110V 60W ”,灯34L L 、都为“110V40W ”,则:(1)哪个灯最亮,哪个灯最暗? (2)四个灯电流之比1234:::I I I I =?【例9】 标有“110V 100W ,”、“110V 60W ,”、“110V 15W ,”字样的三只灯泡,将它们与适当规格的电阻配合,接到220V 的电压上,试设计能使三灯都正常发光的电路,要求电路的耗电最小.【例10】 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻为0.6Ω,10R =Ω,直流电压160V U =,电压表示数为110V ,则通过电动机的电流强度为_______A ,输入电动机的电功率为_______W ,电动机工作1h 所产生的热量为_______J .【例11】 电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态,另一种锅内水烧干后的保温状态.如图所示是电饭锅原理示意图,S 是用感温材料制造的开关.下列说法中正确的是( )A .其中2R 是供加热用的电阻丝B .当开关S 接通时电饭锅为加热状态,S 断开时为保温状态C .要使2R 在保温状态时的功率为加热状态时的一半,12:R R 应为2:1D .要使2R 在保温状态时的功率为加热状态时的一半,12:R R 应为(21):1【例12】 小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为图线的切线,PQ为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线.则下列说法中正确的是( )A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B. 对应P 点,小灯泡的电阻为12UR I =C. 对应P 点,小灯泡的电阻为121U R I I =- D. 对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积 【例13】 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量3310kg m =⨯.当它在水平路面上以36km/h v =的速度匀速行驶时,驱动电机输入电流50A I =,电压300V U =.在此行驶状态下 (1)求驱动电机的输入功率P 电(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P 机,求汽车所受阻力与车重的比值(210m/s g 取);(3)设想改用太阳能电池给该汽车供电,其他条件不变,求所需太阳能电池板的最小面积.结合计算结果,简述你对该设想的思考.二、闭合电路的欧姆定律●知识点1 电动势E1.物理意义:电动势是描述电源把电能以外的其他形式的能转化为电能的本领的物理量.2.大小:(1)电动势在数值上等于在内电路移动单位正电荷时,电源提供的电能.(2)电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压值.用内阻很大的电压表连接在电源的正、负极(电源未接入电路时),电压表的读数等于电源的电动势.(3)电源接入外电路(如图所示,用电压表V V V''V 分别测量内外电路上的电势降落时,电动势等于内、外电阻之电压和:E U U =+外内 3.电动势是标量,单位是伏特(V )4.电动势与电压的区别:(1)它们描述的对象不同:电动势是电源具有的,是描述电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量,电压是反映电场力本领的物理量.(2)物理意义不同:电动势在数值上等于将单位正电荷经电源内部从电源的负极移到正极的过程中,其他形式的能量转化为电能的多少;而电压在数值上等于移动单位正电荷电场力做的功,即等于电能转化为其他形式的能的多少.它们反映了能量的转化,但转化的过程是不一样的.●知识点2 闭合电路的欧姆定律 1.规律:设一个闭合电路中,电源的电动势为E ,内阻为r ,U 外;电路电流为I ,则E U U =+外内,根据欧姆定律知U IR =外,U 可见闭合电路里电流与电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比.这就是闭合电路的欧姆定律.2.表达式:EI R r=+3.常用的变形式:U E Ir =-外说明:①EI R r=+只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.②U E Ir =-外既适用于外电阻为纯电阻的闭合电路,也适用于外电阻为非纯电阻的闭合电路.注意:1.电动势、内电压、外电压三者的关系(1)内电路、内电阻、内电压将电源和用电器连接起来,就构成了闭合电路.如图所示,电源内部的电路叫做闭合电路的内电路.内电路的电阻叫做电源的内阻.当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U 内表示. (2)外电路、外电压(又称路端电压)电源外部的电路叫外电路,外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U 外表示. (3)三者的关系:E U U =+外内即在闭合电路里,电源的电动势等于内、外电压之和.(说明:①用电压表接在电源的两端测得的电压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 E <外.②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以0U =内,故此时E U =外,即电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压.) 2.路端电压与负载的关系(1)路端电压:外电路两端的电压,也叫外电压,也就是电源正、负极间的电压.(2)公式:对纯电阻电路有EU IR E Ir E r R r==-=-⋅+外(3)路端电压U 外与外电阻R 之间的关系①当外电阻R 增大时,根据EI R r=+可知,电流I 减小(2U Δ和1V 为定值),内电压Ir 减小,根据U E Ir =-外可知路端电压U 增大. ②当外电阻R 减小时,根据EI R r=+可知电流I 增大,内电压Ir 增大,根据U E Ir =-外可知路端电压U 外减小. (说明:①当外电路断开时,R =∞,0I =,0Ir =,U E =外,这时利用直接测量法测电动势的依据.②当外电路短路时,0R =,EI r=(称为短路电流)流.这就是严禁将电源两极不经负载直接相连的原因.3.路端电压与电流的关系图像(1)由U E Ir =-外可知,U I -外图像是一条斜向下的直线,如图甲所示.(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(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻.即θ越大,表明电源的内阻越大.(说明:部分电路欧姆定律的U I -曲线与闭合电路欧姆定律的U I -曲线) ①从表示内容上看,如图乙是对某固定电阻而言的,纵坐标和横坐标分别代表了该电阻两端的电压U 和通过电阻的电流I ,反映了I 和U 的正比例关系,U外表示路端电压,I 表示通过电源的电流,图线反映U 外与I 意义上看,如图乙表示导体的性质,而图甲表示电源的性质,在图乙中,U 与I 成正比的前提条件是电阻N 保持一定;在图甲中,电源的电动势和内阻保持不变,外电阻是变的,正是12||||U U Δ>Δ的变化才有U 外和I 的变化.)●知识点3 闭合电路的功率(1)电源的功率P :电源将其他形式的能转化为电能的功率,也称为电源的总功率,计算式为P IE =(普遍适用);22()E P I R r R r==++(只适用于外电路为纯电阻的电路)(2)电源内阻的消耗功率P 内:电源内阻的热功率,也称为电源的损耗功率,计算式为2P I r =内 (3)电源的输出功率P 出:①外电路上消耗的功率,计算式为P IU =出(普遍适用). 222()E RP I R R r ==+出(只适用于外电阻为纯电阻的电路) ②输出功率与外电阻之间的关系:2222()()4RE E P UI R r R r r R===-++出 由上式可以看出:当R r =时,电源的输出功率最大,24m E P r=,此时电源效率50%η=. 当R r >时,随着R 的增大输出功率越来越小.当R r <时,随着R 的增大输出功率越来越大.P 出与R 的关系如图所示.当m P P <出时,每个输出功率对应两个可能的外电阻1R 和2R . (4)闭合电路中的功率分配关系为P P P =+出内,2EI UI I r =+ 闭合电路中功率分配关系,反映了闭合电路中能量的转化和守恒,即电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出给外电路,并在外电路上转化为其他形式的能.能量守恒的表达式为2EIt UIt I rt =+(普遍适用),22EIt I Rt I rt =+(只适用于外电路是纯电阻的电路)(5)电源的效率:11P UI U R rP EI E R r Rη=====++外.由上式可知,外电阻R 越大,电源的效率越高. 【例14】 关于电动势的下列说法中正确的是( )A .对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势越大B .电动势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动的单位电荷量做功越多C .电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D .在电源内部把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电能增加【例15】 下列说法中正确的是( )A .电源电动势的大小,等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极送到正极所做的功的大小;B .从能量的观念来看,电源是把电能转化成其它形式能的装置;C .电动势是标量;D .只有在外电路接通时,电源电动势才等于内、外电路上的电压之和.【例16】 电源的电动势为2V ,表明了电源具有这样的本领( )A .能够把2J 的其它形式的能转化为电能的本领;B .在每秒内把2J 的其它形式的能转化为电能的本领;C .能够使每库仑的电量具有2J 的电能;D .在每秒内使每库仑的电量有2J 的电能.【例17】 单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭合电路移动一周,所释放的电能取决于( )A .电源电动势的大小B .电流强度的大小C .路端电压的大小D .内外电阻之和【例18】 如图为伏打电池示意图,由于化学反应,在A B 、两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a b 、. (1)(多选题)沿电流方向绕电路一周,非静电力做功的区域是( )A .RB .bC .rD .a(2)在如图所示回路的各区域内,电势升高的总和等于电源的________. 【例19】 用电动势为E 、内阻为r 的电源对外电路供电,下列判断中正确的是( )①电源短路时,路端电压为零,电路电流达最大值 ②外电路断开时,电路电压为零,路端电压也为零 ③路端电压增大时,流过电源的电流一定减小 ④路端电压增大时,电源的效率一定增大 A .① B .①③ C .②④ D .①③④【例20】 如图所示,为两个不同电源的外特性曲线,下列判断正确的是( )A .电动势12E E =,发生短路时12I I >B .电动势12E E =,且12r r >C .电动势12E E >,内阻12r r <D .当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大【例21】 因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3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V .则该电路可能为 ( )【例22】 如图所示,18R =Ω,电源的电动势8V E =,内阻2r =Ω,2R 为变阻器,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,2R 的阻值应是多大?这时2R 的功率多大?(2)要使1R 得到最大的电功率,2R 的阻值多大?1R 的最大功率多大?这时电源的效率是多少?(3)调节2R 的阻值,能否使电源有最大的功率2/4E r 输出?为什么?【例23】 已知如图,E =6V ,r =4Ω,R 1=2Ω,R 2的变化范围是0~10Ω.求:①电源的最大输出功率;②R 1上消耗的最大功率;③R 2上消耗的最大功率.【例24】 如图所示,A B 、为电源的正、负极,a b 、源内阻2r =Ω,10R =Ω.当1S 闭合,2S 断开时,通过R 案中正确的是( )A .电源的电动势为24VB .当1S 和2S 都断开时,C .当1S 和2S 都闭合时,AB ab U U =D .当1S 闭合、【例25】 如图甲所示的电路,不计电表内阻的影响,改变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表1V 和2V 随电流表A 的示数变化的实验图像,如图乙所示.关于这两条实验图像,有(A .图线b 的延长线不一定过坐标原点OB .图线a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势C .图线a b 、交点的横坐标和纵坐标的乘积等于电源的输出功率D .图线a b 、交点的横坐标和纵坐标的乘积等于电阻0R V 1V 2ARR 0乙OU /Vba【例26】 如图所示,直线A 为电源的U I -图线,直线B 为电阻R 的U I -图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是( ) A .电源的输出功率为4W B .电源的输出功率为2W C .电源的效率为33.3% D .电源的效率为50%【例27】 如图所示,一确定电源在外电阻不断变化时,内、外电路消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线12C C 、表示.由该图可知( ) A .电源的电动势为8VB .电源的内电阻为2ΩC .电源输出功率的最大值为16WD .电源被短路时,电源消耗的功率可达16W【例28】 如图所示,直线OC 为某一直流电源的总功率随电流I 的变化图象,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率随电流I 变化的图象.若电路中的电流为1A ,那么AB 段表示的功率为 ,若此时的外电路是纯电阻电路,那么,外电路的阻值大小为 .AB【例29】 如图所示电路中,1R R =,12R R r +>(r 为电源内阻),在滑动变阻器的滑臂P 由a 向右移到b 的过程中,以下说法中正确的是( ) A .电源输出功率增大B .电源内部的电势降落减小C .1R 消耗的功率先增大后减小D .2R 消耗的功率一定增大【例30】 如图所示,已知电源内阻2r =Ω,定值电阻10.5R =Ω,求:(1)当滑动变阻器2R 的阻值为多少时,电阻1R 消耗的功率最大?(2)当变阻器的阻值为多大时,变阻器消耗的功率最大? (3)当变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?一、全电路的分析与计算●知识点1 全电路的动态分析根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中某一电阻的变化引起的电路中各部分电学量的变化情况,常见方法如下:(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,即从阻值变化的部分入手,由串、并联的规律判断R 总的变化情况,再由欧姆定律判断I 总和U 端的变化情况,最后再由部分电路的欧姆定律和各部分量的变化情况.即(2)直观法:即直接应用“部分电路中R I U 、、的关系”中的两个结论.①任一电阻R 阻值增大,必引起该电阻中的电流I 的减小和该电阻两端的电压U 的增大.②任一电阻R 阻值增大,必将引起与之并联的支路中电流I 并的增大和与之串联的各电阻电压U 串的减小. (3)极端法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两各极端去讨论. ●知识点2 电路的故障分析电路故障一般是断路或短路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻内部烧断,接触不良等现象,检查故障的方法有两种:(1)仪表检查法(一般检查故障用电压表):如果电压表示数为零,说明电压表上无电流通过,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)假设法:已知电路发生某种故障,寻找故障发生在何处时,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的故障,运用电流定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在此部分电路;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;直到找出故障的全部可能为止,亦称排除法. ●知识点3 含电容器电路的分析电容器是一个存储电能的元件,在直流电路中,当电容器充、放电时,电路有充电、放电的电流,一旦电流达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件,在电容器处电路可认为是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器带电量时,可在相应的位置上补上. 分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确的判断和求出电容器两端的电压,其具体方法:R 局增大 减小 →R 总增大 减小 → I 总 U 端 I U ⎧⎪⎨⎪⎩分分增大 减小 减小 增大 → →(1)确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端的电压即为电容器两端的电压.(2)当电容器与某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端的电压即为电容器两端的电压. (3)当电容器与电源直接相连,则电容器两极板的电压即等于电源电动势大小.(4)对于复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压,并根据电势判断极板带电性质;若电路电压变化,还要判断电压是升高还是降低,从而确定电流的方向. 【例31】 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【例32】 在图中所示电路,当滑动变阻器滑动触点向b 移动时( ) A .电压表的读数增大,电流表的读数减小 B .电压表和电流表的读数都增大 C .电压表和电流表的读数都减小D .电压表的读数减小,电流表的读数增大【例33】 在如图所示的电路中,R 1、R 2为定值电阻,R 3为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r .设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U .当R 3滑动触点向图中a 端移动,则A .I 变大,U 变小B .I 变大,U 变大C .I 变小,U 变大D .I 变小,U 变小【例34】 在图的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A 、B 两灯亮度的变化情况为 ( )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D .A 灯变暗,B 灯变亮【例35】 如图所示,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时.三个灯泡亮度的变化情况是 ( )A .L 1变亮,L 2和L 3皆变暗B .L 1变亮,L 2不能确定,L 3变暗C .L 1变暗,L 2变亮,L 3也变亮D .L 1变亮,L 2变亮,L 3变暗【例36】 如图所示,14R =Ω,25R =Ω,37R =Ω,在滑片P 由a 至b 移动的过程中,总电阻AB R 如何变化?【例37】 如图所示,电灯A 上标有“10V 10W ”的字样,电灯B 上标有“8V 20W ”的字样,滑动变阻器的总电阻为6Ω,当滑动由a 端向b 端滑动的过程中,不考虑电灯电阻的变化,则( )A .电流表示数一直减小,电压表示数一直增大B .电流表示数一直增大,电压表示数一直减小C .电流表示数先增大、后减小,电压表示数先减小、后增大D .电流表示数先减小、后增大,电压表示数先增大、后减小【例38】 如图所示电路中,23R R 、为定值电阻,电源电动势为E ,内阻不计,电路中的O 点接地,当变阻器1R 的滑动触头P 由右向左移动时,电压表1V 和2V 的示数的变化量1U Δ和2U Δ,则应有( )A .12||||U U Δ>ΔB .M 点电势降低C .N 点电势升高D .F 点电势不变【例39】 在图所示电路中,电源电动势为E ,内电阻不能忽略.闭合S 后,调整R 的阻值,使电压表的示数增大U ∆,在这一过程中( ) A. 通过1R 的电流增大,增量为1/U R ∆B. 2R 两端的电压减小,减小量为U ∆C. 通过2R 的电流减小,减小量小于2/U R ∆D. 路端电压增大,增大量为U ∆【例40】 如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片分别接b 和a 端时,两只理想电压表1V 和2V 分别有两个读数1U 和1U ',2U 和2U ',设111||U U U '=-Δ,222||U U U '=-Δ,电池内电阻不为0,则( ) A .12U U Δ>Δ B .12U U Δ=ΔC .12U U Δ<ΔD .前三种情况均可能【例41】 如图所示,开关S 闭合后,白炽灯12L L 、均不亮,用电压表测量各段的电压,结果是:0ab U =,6V ac U =,6V U =,6V bd U =.已知电路中只有一处开路,则下面判断正确的是( ) A .灯1L 断 B .灯2L 断C .电阻R 断D .电源断【例42】 如图所示的电路中,闭合开关,灯12L L 、正常发光.变亮,灯2L A .1R 断路 C .3R 短路【例43】 在如图所示的电路中,电源两端器上充有电荷.闭合A .1C 所带电荷量增大,B .1C 所带电荷量减小,C .12C C 、所带电荷量均减小D .12C C 、所带电荷量均增大【例44】 如图所示,E 12,1 4.0R =Ω,2R =忽略.若先闭合开关S ,待电路稳定后,再将S 断开,的电荷量为________C .【例45】 如图所示的电路,电源的电动势 3.0V E =,内阻r 110R =Ω,210R =Ω,330R =Ω,435R =Ω;电容器的电容100μF C =.电容器原来不带电,求接通开关S 后流过4R 的总电量.【例46】 在如图所示的电路中,1R 是电阻箱,其最大阻值为99Ω;2R 和3R 是定值电阻,其阻值分别为15Ω和5Ω;电源的电动势12V E =,内阻1r =Ω;电容500μF C =,其耐压值为20V ,开始时,先将电阻箱的阻值调到最大值接入电路中,请计算:(1)在1K 断开、2K 闭合的状态下,电容器C 的电量是多大;(2)在2K 已经闭合的情况下,再将1K 闭合,电路稳定后电容器C 的电量将改变多少;(3)在2K 已经闭合的情况下,为了使得1K 再合上时,电容器C 的电量恰好不发生改变,那么应该把1R 的阻值预先调为多大才行.二、电压表 电流表 多用电表●知识点1 电压表和电流表 1.表头(1)常用的电压表和电流表都是由小量程电流表G (又称表头)改装而成的.小量程电流表G 由永磁体和放入其中的可转动的线圈组成.当线圈中有电流通过时,线圈在磁场力的作用下带动指针转动,电流越大,指针的偏转角度越大.其电流的大小可由指针在刻度盘上所指的位置读出.同理由欧姆定律U IR =,也可读出其相当于电压的值.也就是说,G 既是小量程的电流计,也是微小量程的电压计. (2)小量程电流表G 中线圈的电阻g R 叫电流表的内阻.指针转到最大刻线时的电流g I 叫满偏电流.通过满偏电流时加在它两端的电压g U 叫满偏电压,且g g g U I R =.一般表头的g g I U 、都很小,不能测较大的电压和电流,故需改装为较大量程的电压表和电流表.2.电压表的改装:将表头G 串联一个较大的电阻x R 就成为一个电压表.如图所示.根据欧姆定律有g g g x g x g U U U I R U R R =+=+⋅,1x ggR UU R=+由此可见,根据不同的需要,将表头与不同的x R串联,就可改装成不同的电压表.3x R 就成为一个电流表.如图所示,根据欧姆定律有I ,则11x g R R n =- x R 并联,A g x gR R +●知识点2 多用电表——欧姆挡(欧姆表)如图所示是一种多用电表的外形图.表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将多用电表的选择开关旋转到电流挡,多用表内的电流表电路接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路被接通.在不使用的时候,应该将选择开关旋转到OFF 挡.当把多用电表的开关旋转到欧姆挡时,此时的多用电表即成为一个欧姆表.下面我们来看欧姆表的内部结构. 1.欧姆表构造如图所示,G 是内阻为g R 、满偏电流为g I 的微安表或毫安表,0R 是调零电阻,电池的电动势为E ,内阻为r ,外接黑表笔接电池正极,外接红表笔接电池负极.。

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