2第二节 闭合电路欧姆定律
第七章第2节 闭合电路欧姆定律及其应用
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(√ ) (× ) (×) (× ) (×)
课后演练· 对点设计
第2节
闭合电路欧姆定律及其应用
结束
要点一 电阻的串、并联
1．串、并联电路的特点
电路 特点 电流 电压 总电阻 功率分配 串联电路 I＝ I1＝ I2＝„＝ In U 1 U2 Un ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn R 总 ＝ R1＋ R2＋„＋ Rn P1 P2 Pn ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn
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第2节
闭合电路欧姆定律及其应用
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[易错提醒 ] (1)电源 UI 图线的纵坐标 U 不以零开始的话，横轴的截 距小于短路电流，但直线的斜率的绝对值仍为电源的内阻。 (2)电源和电阻的 UI 图线的交点表示该电源与电阻组成 回路的该电阻的工作电压和工作电流。
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第2节
闭合电路欧姆定律及其应用
结束
(2)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。 U串↓ U并↑ I串↓ ←R↑→I并↑ P ↑ P串↓ 并
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第2节
闭合电路欧姆定律及其应用
结束
2． (多选 ) (2015· 湖北省公安县期末)如图 726 所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电 压表均为理想电表。当滑动变阻器 R2 的滑 动触头 P 移动时，关于两个电压表 V1 与 V2 的示数，下列判断正确的是 ( )
第二讲 闭合电路欧姆定律(解析版)
第二讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律1．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋r 只适用于纯电阻电路E ＝U 外＋U 内适用于任何电路2．路端电压U 与电流I 的关系 （1）关系式：U ＝E －Ir ． （2）U －I 图象如图所示．①当电路断路即I ＝0时，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． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 二、电路动态变化的分析1．电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化．2．电路动态分析的方法（1）程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I串联分压U →变化支路． （2）极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．（3）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．③在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R 并与灯泡并联，另一段R 串与并联部分串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致．三、电路中的功率及效率问题1．电源的总功率（1）任意电路：P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内．（2）纯电阻电路：P 总＝I 2（R ＋r ）＝rR E+2．2．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（1）任意电路：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．（2）纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝r Rr R Er R R E 4)(222+-=+ （3）输出功率随R 的变化关系①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为rE P M 42=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<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2． ⑤P 出与R 的关系如图所示．4．电源的效率（1）任意电路：η＝总出P P ×100%＝EU×100%．（2）纯电阻电路：η＝rR R+×100% 因此在纯电阻电路中R 越大，η越大；当R ＝r 时，电源有最大输出功率，效率仅为50%． 特别提醒 当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R →∞时，η→100%，但此时P 出→0，无实际意义．【例1】在如图所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1=100Ω，R 2阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随总电流的变化图线如图所示，其中A 、B 两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。
高中物理必修三 第四章 第二节 闭合电路的欧姆定律
0.1
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Part 3
课时对点练
基础对点练
考点一 电源的电动势 1.(多选)对于电动势的定义式E＝W的理解，正确的是
q A.E与W成正比 B.E与q成反比
√C.E的大小与W、q无关 √D.W表示非静电力做的功
1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω， 试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的 路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？
答案 外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式， 并画出U－I图像. 答案 由E＝U＋U内及U内＝Ir得 U＝E－Ir，U－I图像如图所示.
三、研究闭合电路欧姆定律
1.内容：闭合电路中的电流与电源的 电动势成正比，与内__、__外__电__路__的__电__阻__ 之和 成反比. E 2.表达式：I＝ R＋r . 3.另外两种表达形式：(1)E＝U外＋ U内 ； (2)E＝IR＋ Ir .
四、路端电压与负载的关系
1.路端电压的表达式：U＝ E－Ir .
例4 (多选)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13 Ω 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
在电源的U－I图线中，纵轴截距表示电源电动势， A正确； 横轴截距表示短路电流，C错误； U－I 图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则 r＝2－60.8 Ω＝0.2 Ω， B 错误；
二、电动势
1.非静电力：电源提供的把正电荷由负极搬运到正极的力. 2.电源：通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电能的装置. 3.电动势： (1)概念：电动势是描述电源将其他形式的能转化为 电能 的本领的物理量.
D02.闭合电路欧姆定律 (2)
C．等于1∶1 D．不能确定
解： 解得
E I1 R r
2E I2 R 2r
Rr
R I1 甲
R I2 乙
7．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组
成，如图。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）转变为正常态 ( 一个纯电阻)。以此来限
制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻
为R1 = 3Ω, 超导临界电流Ic = 1.2A, 限流电阻R2 = 6Ω,小 灯泡L上标有 “6V，6W” 的字样 , 电源电动势E=8V,
内阻r =2Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，
则 ( BC ) A．短路前通过R1的电流为2/3 A B．短路后超导部件将由超导状态
具体方法为：首先标明电路中各节点名称，经过电 源和用电器的节点名称应不同，而一段导线两端的 节点名称不变．理想的电压表可视为断路．理想的 电流表可视为导线．考虑电表内阻时，就应把它们 当作用电器对待．
接着，定性判断电路中各节点电势高低 （没有标明的可假设）．
最后将各电器填在对应的节点间以判明彼此间的串、 并联关系．
2
C、适当选择R，可使 U1> U2 ， I1=I2
I
D、适当选择R，可使 I1=I2 、 U1= U2
5．图中，每个电池的电动势为E，内阻为r，电阻器 的电阻R保持不变．甲图中通过R的电流为I1，乙图 中通过R的电流为I2 ．已知I1 : I2 =3:4，则 R : r
（ C）
A．等于3∶4 B．等于4∶3
超导部件R1
L
转化为正常态 C．短路后通过R1的电流为4/3A D．短路后通过R1的电流为2A
闭合电路欧姆定律
三、路端电压跟负载旳关系
s
路端电压：U E Ir A R
R为负载：能够变化。
EVr
R增大
I减小 动态变化
内电压U内=Ir减小 外电压U外=E-Ir增大
外电压减小
内电压增大
R减小 I增大
11
例1：如图所示电路，当滑动变阻器 旳滑片P向上移动时，判断电路中旳 电压表、电流表旳示数怎样变化?已 知各电表都为理想电表。
19
五、电源旳外特征曲线(U-I图象)
（1）图象旳函数体现：U E Ir
（2）图象旳物理意义：
①在纵轴上旳截距表达电
源旳电动势E。
②在横轴上旳截距表达电 源旳短路电流：I短=E/r。 ③图象斜率旳绝对值表达 电源旳内阻，内阻越大， 图线倾斜得越厉害。
E
B U E Ir
A
α E/r
rA＞rB 20
内电路与外电路中 旳总电流是相同旳。
+-
+
3
3、电路中旳电势变化情况
(1)在外电路中，沿电流方向电势降 低。
a
+-
d
c
b
(2)在内电路中，一方面，
存在内阻，沿电流方向电势降低；另一
方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
4
思索与讨论：
1、若外电路中旳用电器都是纯电阻R，在时
间t内外电路中有多少电能转化为内能？
(2)第一种情况下旳电源旳 总功率，电源旳输出功率， 以及电源旳热功率和电源 旳效率？
18
2、如图R为电阻箱，V为理想电压表，当电 阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V ；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数 为U2=5V，求： (1)电源旳电动势E和内阻r？ (2)当电阻箱R读数为多 少时，电源旳输出功率最 大?最大值Pm为多少?
闭合电路的欧姆定律 课件
提示:不等于。因为发电机内部有电压降。
2.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。
②图象(U-I图象):如图所示是一条倾斜的直线,该线与纵轴交点
的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。
(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 变大,当 R 增大到无限
图象也称为电源的伏安特性图象。
闭合电路的动态分析
【例1】 (多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为
r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合后,灯泡L能
正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是
(
)
A.灯泡L将变暗
B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电荷量将减少
D.电容器C的电荷量将增加
内容
功率 P
普适表达式 P=IE
纯电阻电路 P=I2(R+r)
联系
P=P 内+P 外或 IE=I2r+IU 外
电源的内耗
功率 P 内
P 内=I2r
P 内=I2r
电源输出
功率 P 外
P 外=IU 外
P 外=I2R
(2)输出功率随外电阻 R 的变化关系
电源的输出功率 P 出=UI=
由上式可以看出
2
闭合电路的欧姆定律
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。
(2)闭合电路中的能量转化。
如图所示,电路中电流为 I,在时间 t 内,非静电力做的功等于内外
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
高中物理高考 2022年高考物理一轮复习 第9章 第2讲 闭合电路的欧姆定律
2.动态分析常用方法 (1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图1)：
图1
(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.
电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压， 由欧姆定律可知 R1＝UI1＝ΔΔUI1(因 R1 是定值电阻)， 故 A 正确； U2＝E－I(R1＋r)(因 E、R1、r 均是定值)，UI2＝R2，R2 变大，UI2变大，ΔΔUI2 的大小为 R1＋r，保持不变，故 B 错误，C 正确； UI3＝R1＋R2，因 R2 变大，则UI3变大，又由于 U3＝E－Ir，可知ΔΔUI3的大小为 r， 保持不变，故 D 正确.
01
考点一 闭合电路的分析与计算
基础回扣
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、外电阻之 和成反比； (2)公式：
E I＝ R＋r (只适用于纯电阻电路)；
E＝U外＋U内或E＝U外＋ Ir (适用于任意电路).
技巧点拨 1.路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U＝IR＝R＋E r·R＝1＋E Rr ，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；
大一轮复习讲义
第九章 恒定电流
第2讲 闭合电路的欧姆定律
【目标要求】
1.了解电动势的物理含义，理解并会应用闭合电路欧姆定律. 2.掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图象.
闭合电路欧姆定律
稳恒电流
闭合电路欧姆定律
闭合电路
外电路
ห้องสมุดไป่ตู้
内电路
物理量：
外电阻R （外电路的总电阻） 内电阻r （电源内部的电阻）
（构成串联电路，内外电流一样）
外电路电压U外（路端电压）
U外=IR
内电路电压U内 U内=Ir
电动势E
不是电动势
不是电动势 接近电动势
二、闭合电路的欧姆定律 E=U外+U内 E=IR+Ir 一切电路 纯电阻电路
（1）U=IR I=E /（R+r）
（2）U=E-Ir
U=ER /（R+r）
2、短路：如图，求I，U
I=E/r U=0
两种特殊电路中的路端电压
1、断路：如图，求I，U
I=0
U=E
E
斜率代表电源的内阻
E/r
2、分析电路的方法
如图：当滑片向右移动时，电压表的示数怎么变？
分析思路：
总电阻如何变？
I E Rr
E I Rr
纯电阻电路
例：电源的电动势为2V，外电路的电阻为9欧，测 得电源两极间的电压为1.8V，求电源的内阻？
例：在图中R1=14Ω ，R2=9Ω ，当开关S扳到位置1时， 测得电流为0.2A，扳到位置2时，测得电流为0.3A，求电 源的电动势和内阻
三、路端电压U（外电路的总电压）
1、求法
总电流如何变？
内电压如何变？（Ir）
U=E-Ir 推出路端电压如何变？
四、电源的功率 （外电路是纯电阻电路时）
1、输出功率： 外电路上的总功率 P=UI
则当R=r时，输出功率最大 Pmax=E2/4r
2、内耗功率： 内阻r 上发热损耗的功率 Pr=I2r 3、总功率： P总=EI=P+Pr 4、效率：
人教版高中物理必修三第12章第2节闭合电路欧姆定律
人教版高中物理必修三第12章第2节《闭合电路的欧姆定律》说课稿今天我说课的内容是新人教版高中物理必修三第12章第2节《闭合电路的欧姆定律》。
第12章是电能和能量守恒定律，按照循序渐进的原则，上一章先学习部分电路规律，在本章再学习闭合电路的相关物理规律。
《闭合电路欧姆定律》是部分电路欧姆定律的延伸，是整个电路部分的中心内容，也是复杂电路分析的基础。
本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。
一、说课程标准普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“3.2.4理解闭合电路欧姆定律。
会测量电源的电动势和内阻。
”二、说教材分析在学生学习了“欧姆定律”、“电功”等内容之后编排的，是分析和理解部分电路和全电路的交汇点，也是复杂电路分析的基础。
本节内容在教材中具有承上启下的作用，既是前面所学知识的巩固和深化，又为后继内容的学习做出了铺垫。
同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析相关电路问题.所以，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。
三、说教学目标1、知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定式。
2、经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。
3、理解闭合电路的欧姆定律，通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。
4、能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。
四、说核心素养【物理观念】通过电动势概念的建立和推导闭合电路欧姆定律，为学生深入理解能量守恒定律提供物理事实。
【科学思维】学生应用物理规律进行推理，解决实际问题，促进科学思维的发展。
【科学探究】通过分析闭合电路中电动势的升高和降低及其规律，学生可以深化对电场中电势和电势差概念的理解，同时对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
闭合电路的欧姆定律-PPT课件全
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。
（2）表达式： =
+
（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
E r
S
V
A
R
对某一给定的闭合电路来说，电流、
路端电压、内电压随外电阻的改变
和内电阻。
1
R1
2
思考：把电流表改为电压表
能否测电动势和内阻？
R2
A
谢 谢
+
正极
+
+
+
+
+
_
_
_
_
+
负极
电源
电源内部非静电力
做正功，其他形式
的能转化为电势能
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
3.闭合电路中的功率
（1）几种功率及相互关系
普适表达式
纯电阻电路
联
系
（2）输出功率随外电阻的变化关系
电源功率
内耗功率
输出功率
＝
内＝２
外＝外
内＝２
外＝２
＝２（ + ）
正极。内电路一方面，存在内阻，沿电流方
向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在
电势“跃升”。
新知讲解
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
实验探究
新知讲解
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
设电源电动势为 ，内阻为 ，与一个负载连成闭合电路，负载两端电压为 ，
第12章 第2节 闭合电路的欧姆定律 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节 闭合电路的欧姆定律课程内容要求核心素养提炼1．知道非静电力做功，理解电动势的概念．2．经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化．3．理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律． 4．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算．1．物理观念：电动势、内阻、路端电压．2．科学思维：(1)通过闭合电路的能量转化推导闭合电路欧姆定律． (2)通过公式和图像法分析路端电压与负载的关系．一、电动势 1．非静电力(1)非静电力的作用：电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，把其他形式的能转化为电势能．(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用． 2．电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小．(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．即E ＝W 非q．(3)单位：伏特(V)．(4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电源的体积无关．[思考]在电源中，非静电力的作用是什么？提示 在电源内部，非静电力做功，把一定数量的正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加，从而把其他形式的能转化为电势能．二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成闭合电路由内电路和外电路两部分组成．闭合电路—⎪⎪⎪⎪⎪⎪—外电路—用电器、导线组成外电路，也就是电源之外的电路部分在外电路中，电流的方向为从电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低—内电路—电源内部的电路在内电路中，电流的方向为从电源的负极流向正极，沿电流方向电势升高 2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做的功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ．3．闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律—⎪⎪⎪⎪⎪—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—公式：I ＝E R ＋r ，适用于纯电阻电路—变形公式：E ＝U 外＋U 内或U ＝E －Ir ，适用于任何闭合电路三、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 ．(2)图像(U －I 图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．2．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻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 ，即断路时的路端电压等于电源的电动势．(2)当外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U 减小，当R 减小到0时，I ＝E /r ，U ＝0．可见，当电源两端短路时，通过电源的电流最大，此时容易烧坏电源，绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起．[判断](1)闭合电路中沿着电流的方向电势一定降低．(×)(2)在纯电阻电路中，闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比．(√)(3)电路断开时，电路中的电流为0，路端电压也为0．(×)探究点一闭合电路欧姆定律的理解和应用如图所示为一闭合电路，电源的电动势为E，内阻为r，外电阻的阻值为R．闭合开关后电路的电流为I．试结合上述情境，讨论下列问题：(1)写出闭合电路欧姆定律的表达式．有几种不同形式？(2)几种不同形式的表达式，其适用条件各是什么？提示(1)I＝ER＋r，E＝U＋U内，E＝U＋Ir．(2)I＝ER＋r适用于外电路为纯电阻的闭合电路，E＝U＋U内和E＝U＋Ir，适用于所有的闭合电路．1．三种表达方式(1)I＝ER＋r(2)E＝U外＋U内(3)E＝IR＋Ir2．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，即电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压．3．I＝ER＋r或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．4．闭合电路的欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们的本质是不同的，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领大小．在如图所示的电路中，R 1＝9 Ω，R 2＝5 Ω，当a 、b 两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A ；当a 、b 两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V ．求电源的电动势和内电阻．解析 当a 、b 两点间接理想的电流表时，R 1被短路，回路中的电流I 1＝0.5 A ，由闭合电路欧姆定律得E ＝I 1(R 2＋r )代入数据得E ＝0.5(5＋r )①当a 、b 两点间接理想的电压表时，回路中的电流 I 2＝U R 1＝1.89A ＝0.2 A由闭合电路欧姆定律得E ＝I 2(R 2＋R 1＋r ) E ＝0.2(5＋9＋r )②联立①②式得E ＝3 V ，r ＝1 Ω． 答案 3 V 1 Ω[题后总结] 应用闭合电路的欧姆定律解题的技巧(1)利用闭合电路欧姆定律解题，关键要明确外电路各电阻的连接关系，求出R 外． (2)明确电流表、电压表的示数为哪部分电路的电流、电压值．(3)利用串、并联电路的规律列出相应的方程，联立求解各部分电路的电压、电流、功率等．[训练1] 有两个相同的电阻，阻值为R ，串联起来接在电动势为E 的电源上，通过每个电阻的电流为I ；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为2I3，则该电源的内阻是( ) A ．R B ．R2C ．4RD ．R 8C [由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时，I ＝E 2R ＋r，两电阻并联时，23I ＝12·ER 2＋r ，解得r ＝4R ．][训练2] 如图所示，电源的电动势为6 V ，内阻为1 Ω，R 1＝5 Ω，R 2＝10 Ω，滑动变阻器R 3的阻值变化范围为0～10 Ω，求电路的总电流的取值范围．解析 当R 3的阻值为0时，R 2被短路，外电阻最小，电路的总电流最大． R 外＝R 1＝5 Ω，I ＝E R 外＋r ＝65＋1A ＝1 A当R 3的阻值为10 Ω时，外电阻最大，电路的总电流最小． R 并＝R 3R 2R 3＋R 2＝5 Ω，R 外′＝R 1＋R 并＝10 ΩI ′＝E R 外′＋r ＝610＋1 A ≈0.55 A ．答案 0.55～1 A探究点二 路端电压与负载的关系如图，以电路的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U 与电流I 的U －I 图像．请思考，图线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率的绝对值表示的物理意义又是什么？提示 图线与纵轴的交点表示电源的电动势；纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ．1．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，内电压减小，路端电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，可由此测出电源两极间的电压，即为电动势．(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，内电压增大，路端电压U 减小，当R 减小到0(短路)时，I 短＝Er，U ＝0，因为r 很小，则此时I 短很大，则会烧坏电源，甚至引起火灾．2．路端电压U 随电流I 变化的图像(即电源的U －I 关系图像)(1)U －I 图像的函数表达式： U ＝E －Ir ．(2)U －I 图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示． (3)推论．①外电路断路时，I ＝0，由U ＝E －Ir 知，U ＝E ，所以U －I 图像纵轴上的截距表示电源的电动势E ，即断路时，路端电压在数值上等于电源的电动势．②外电路短路时：U ＝0，所以U －I 图像横轴上的截距表示电源的短路电流I 短＝Er ，因此电源的内阻r ＝EI 短，即内阻等于U －I 图像斜率的绝对值．(多选)用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U －I 图像，由图可知( )A ．电池电动势的测量值是1.4 VB ．电池内阻的测量值是3.5 ΩC ．外电路发生短路时的电流为0.4 AD ．电压表的示数为1.2 V 时，电流表的示数I ′＝0.2 AAD [由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 知，当I ＝0时，U ＝E ＝1.4 V ．U －I 图线的斜率表示电源的内阻，则r ＝ΔU ΔI ＝1.4－1.00.4－0 Ω＝1 Ω．纵轴的刻度值不是从0开始的，则U －I 图线的横轴截距不再表示U ＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1 V 时的干路电流是0.4 A ，因为ΔUΔI ＝r ＝常数，从图中易知1.4－1.2I ′＝1.4－1.00.4，所以I ′＝0.2 A ．][题后总结] 电源的U －I 图像与电阻的U －I 图像的比较电源电阻U －I 图像研究对象 电源导体物理意义 电源的输出特性曲线 反映了I 跟U 的正比关系 斜率 斜率的绝对值表示电源的内阻斜率表示导体的电阻[训练3] 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是( ) A ．电源的电动势为1.0 V B ．电源的内阻为2.0 Ω C ．电源的短路电流为0.5 AD ．电源的内阻为12.0 ΩB [由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 得，当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E ＝6.0 V ，故选项A 错误；电源的内阻等于图线斜率的绝对值大小，r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝⎪⎪⎪⎪6.0－5.00.5 Ω＝2.0 Ω，故选项B 正确，选项D 错误；外电阻R ＝0时，短路电流为I ＝Er ＝6.02.0A ＝3.0 A ，故选项C 错误．] [训练4] (多选)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，下列说法正确的是( )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ABC [由于灯泡并联在电路中，所以接入电路的灯泡越多，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；流过每只灯泡的电流越小，每只灯泡越暗，选项A 正确，选项D 错误．]探究点三 电路故障的分析方法1．电压表检测法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0，说明电源完好，再将电压表逐段与电路其他元件并联，若电压表指针偏转，则这段电路中有断点．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0时，再逐段与电路其他元件并联，若电压表的示数为0，该段电路被短路；若电压表的示数不为0，则该段电路没被短路．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故障，进行推理，推理结果若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具体位置．如图所示，电灯L 标有“4 V 1 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，此时电流表的示数变为0.5 A ，电压表的示数为10 V ．若导线连接完好，电路中各处接触良好．求：(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； (3)电源的电动势和内电阻．解析 (1)电路发生故障后，电流表的示数增大，路端电压U 端＝U 1＝I 1R 1也增大，可知外电路的总电阻增大，一定在外电路某处发生断路．由于电流表有示数，R 1不可能断路，电压表也有示数，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R 1，因无电流流过R ，电压表的示数等于路端电压，U 1＝U 端＝10 V ，R 1＝U 1I 1＝100.5 Ω＝20 Ω．L 未断路时恰好正常发光，U L ＝4 V ，I L ＝P LU L ＝0.25 A ，U 端′＝U 1′＝I 1′R 1＝0.45×20 V ＝9 V ，R ＝U R I R ＝U 端′－U L I L ＝9－40.25Ω＝20 Ω．(3)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，故障前E ＝9 V ＋(0.45 A ＋0.25 A)r ，故障后E ＝10V＋0.5 A·r，得E＝12.5 V，r＝5 Ω．答案(1)断路灯L(2)20 Ω(3)12.5 V 5 Ω。
2021年导与练高中物理复习课件第八章 恒定电流第2节 闭合电路欧姆定律
三、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
成 反比
.
,跟内、外电路的电阻之和
2.公式:I= E (只适用于纯电阻电路).
Rr
物理
知 识 解 读
(1)在外电路中,正电荷在恒定电场作用下由正极(电势高)移向负极(电势低); 在电源中,化学反应层中的非静电力把正电荷由负极(电势低)移到正极(电势 高).非静电力的做功本领越大,电动势就越大.
物理
方法技巧 解决电路动态变化的基本思路 “先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化. “先干后支”——先分析干路部分,再分析支路部分. “先定后变”——先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路.
物理
题组训练 1.(2019·江苏南通段考)如图所示的电路,R1,R2,R4均为定值电阻,R3为热 敏电阻(温度升高,电阻减小),电源的电动势为E,内阻为r.起初电容器中 悬停一质量为m的带电尘埃,当环境温度降低时,下列说法正确的是 ( C)
物理
电源总功率
电源 消耗功率 电源输 出功率
考点二 电路中的功率及效率问题 任意电路:P 总=EI=P 出+P 内 纯电阻电路:P 总=I2(R+r)= E2
Rr
P 内=I2r=P 总-P 出
任意电路:P 出=UI=P 总-P 内
纯电阻电路:P
出=I2R=
E2R (R r)2
物理
P 出与外电
①当
2.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此 ( C) A.电动势是一种非静电力 B.电动势越大,表明电源储存的电能越多 C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D.电动势的单位与电势差的单位相同,故两者在本质上相同 解析:电动势是反映电源通过非静电力做功,将其他形式的能转化为电能本 领的物理量,电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明电源储存的电 能越多,故选项A,B错误,C正确;虽然电动势的单位与电势差的单位相同,但 两者物理意义不同,故选项D错误.
4.2 闭合电路欧姆定律 课件高二上学期物理粤教版(2019)必修第三册
实验探究
探究电动势E与内电路电压Ｕ内和外电路电压Ｕ外间的关系
V1
A
Cu片
V2
探针
稀硫酸
Zn片
1
2
3
4
5
6
实验数据处理
序号
1
2
3
4
5
6
电流 I/ mA
8
12
17
20
25
30
电压U外/ V
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
电压U内/ V
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
U外+ U内 / V
2.1
极搬运到正极，非静电力做功1.2J。
铅蓄电池——将1C的正电荷由电源负极
搬运到正极，非静电力做功2.0J。
02
电动势
1.定义: 在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比
来表示电源的这种特性，叫作电动势。
数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
W
2.定义式: E＝
的能转化为电能的本领，
表征电源的性质
电场力做功，电能转化为
其他形式的能的本领，
表征电场的性质
=
W为非静电力做的功
=
W为电场力做的功
伏特(V)
伏特(V)
电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值
04
电源的三个重要参数
1.电源的电动势E
在物理学中，我们用非静电力所做
的功与所移动的电荷量之比来表示
01
电路中的电势变化
外电路电势的变化
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坐标系 压
中的交点
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第八章 恒定电流
12
【典题例析】
在如图(a)所示的电路中，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器．闭合开关 S，将滑动 变阻器的滑片 P 从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化
的完整过程图线如图(b)所示，则
()
A．图线甲是电压表 V1 示数随电流变化的图线 B．电源内阻为 10 Ω
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第八章 恒定电流
8
对闭合电路欧姆定律的理解及应用 【知识提炼】
在恒流电路中常会涉及两种 U－I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直 线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区 别．
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第八章 恒定电流
关系式
电源 U－I 图象 U＝E－Ir
则下列说法正确的是
第八章 恒定电流
第二节 闭合电路欧姆定律
物理
第八章 恒定电流
1
01
基础再现
夯实双基
02
多维课堂
考点突破
03
学科思维
素养培优
04
课后达标
能力提升
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第八章 恒定电流
2
【基础梳理】
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第八章 恒定电流
3
提示：非静电力
负极
正极
W q
其他形式的能
电能
内阻
正比
反比
E R＋r
电源电动势 电源内阻 短路电流
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第八章 恒定电流
【自我诊断】 1．判一判 (1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大． (2)电路中只有一个电阻增大时，电路的总电阻不一定增大． (3)电流表改装时，并联的电阻越小，改装后的量程越大． (4)电动势就是电源两极间的电压． (5)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． (6)闭合电路中的短路电流无限大．
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
坐标 U、 I 的比值
表示外电阻的大小
表示该电阻的大小
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第八章 恒定电流
11
电源 U－I 图象
电阻 U－I 图象
斜率(绝 对值)
电源电阻 r 的大小
若图象为过原点的直线，图象斜率表示 电阻的大小
两曲线
在同一 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电
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第八章 恒定电流
14
【迁移题组】
迁移 1 闭合电路欧姆定律的计算
1.(2019·高考江苏卷)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 Ω
B．2 Ω
C．3 Ω
D．4 Ω
解析：选 A.当断开 S 时，电压表的读数等于电源的电动势，即 E＝3 V；当闭合 S 时， 有 U＝IR，又由闭合电路欧姆定律可知，I＝R＋E r，联立解得 r＝1 Ω，A 正确，B、C、 D 错误．
C．滑动变阻器 R2 的最大功率为 0.9 W D．电源的电动势是 4 V
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第八章 恒定电流
13
[解析] 当 P 左移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合 电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，R1 两端的电压增大，故图线乙表示 V1 示数的 变化，图线甲表示 V2 示数的变化，故 A 错误．由图可知，当只有 R1 接入电路时，电 路中电流为 0.6 A，路端电压为 3 V，则由 E＝U＋Ir 可得 E＝3＋0.6r，当滑动变阻器全 部接入电路时，由闭合电路欧姆定律可得 E＝5＋0.2r，解得 r＝5 Ω，E＝6 V，故 B、 D 错误．由图可知，R1 的阻值为 5 Ω，R2 总电阻为 20 Ω，将 R1 等效为内阻的一部分， 则当滑动变阻器的阻值等于 R1＋r 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器 阻值为 R′＝10 Ω 时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中 的电流 I′＝260 A＝0.3 A，则滑动变阻器消耗的功率 P′＝I′2R′＝0.9 W，故 C 正确． [答案] C
4
(√ ) (× ) (√ ) (× ) (√ ) (× )
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第八章 恒定电流
5
2．做一做
(1)(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 Ω
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第八章 恒定电流
15
迁移 2 电源与电阻 U－I 图象的对比 2．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源 1 与电源 2 的路端电压随输出电流变化的 特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标
分别为 P(5.2，3、电源 2 单独连接，
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第八章 恒定电流
7
提示：选 AD.纵轴上的截距为电源的电动势，即 E＝6.0 V，A 正确；由于该电源的 U －I 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故横轴上的截距 0.5 A 并不是电源的短路电流， 故内阻应按斜率的绝对值计算，即 r＝ΔΔUI ＝60.0.5－－50.0 Ω＝2 Ω，B、C 错误；由闭合 电路欧姆定律可得电流 I＝0.3 A 时，外电阻 R＝EI －r＝18 Ω，D 正确．
9
电阻 U－I 图象 U＝IR
图形
物理 意义
电源的路端电压随电流的变化关系
电阻两端电压与电阻中的电流的 关系
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第八章 恒定电流
10
电源 U－I 图象
电阻 U－I 图象
截距
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 与横轴交点表示电源短路电流 零
坐标 U、 I 的乘积
B．1.5 V 2 Ω
C．2 V 2 Ω
D．1.5 V 1.5 Ω
提示：选 B.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.
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第八章 恒定电流
6
(2)(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是 ( ) A．电源的电动势为 6.0 V B．电源的内阻为 12 Ω C．电源的短路电流为 0.5 A D．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 Ω