7-2闭合电路欧姆定律及其应用
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必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
3．电源的内阻 把电源接入电路就形成闭合电路．电源外部的电路叫 外电路，电源内部的电路叫做内电路．内电路所具有的电 阻叫做内电阻，亦即电源的内阻，符号为 r.电流通过内电 路时受到内阻的阻碍作用，要产生热量致使电源发热，电 流过大可以烧坏电源.
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[答案]
A
必考内容
第7章 第2 讲
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U [解析] 本题可由 U＝E－Ir 和 I＝ 推理出 A 正确， R 也可由结论法“串反并同”直接得出．某电阻变化，与之 并联电路中的电流、电压、功率变化趋势与电阻变化一致， 与之串联的则与之相反，简称“串反并同”．题中 R0 阻值 在减小， 电压表、 电流表与 R0 并联， 则它们的示数都减小， A 正确.
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第7章 第2 讲
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[解析] 将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动时，因为电容 的电阻是无穷大，所以 I 不变，U 不变，即 A 选项错误； 保持滑动触头 P 不动，用更强的光线照射 R1，光敏电阻 R1 的值将变小，则 I 增大，U 减小，所以 B 选项错误；保 持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 A、B 两金属 板间的电压减小，所以小球重新达到稳定后 θ 变小，即 C 选项错误；保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值等于电 源的内阻 r，即不变，所以 D 选项正确．
必考内容
第7章 第2 讲
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A、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板 A 的内 侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球．两块金属 板接在如图所示的电路中．电路中的 R1 为光敏电阻，R2 为滑动变阻器，R3 为定值电阻．当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时闭合开关 S.此时电流表 和电压表 的示数分别为 I
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和 U，带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为 θ， 电源电动势 E 和内阻 r 一定．则以下说法正确的是( )
必考内容
第7章 第2 讲
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A．若将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大 B．保持滑动触头 P 不动，用更强的光线照射 R1，则 I 增大，U 增大 C．保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则小 球重新达到稳定后 θ 变大 D．保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值不变
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第7章 第2 讲
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功率的最大值问题
命题规律
根据闭合电路欧姆定律和功率的规律，
确定输出功率、输入功率、热功率．
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第7章 第2 讲
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高考物理总复习
在如图所示电路中，已知电源电动势 E＝3V，内 电阻 r＝1Ω，R1＝2Ω，滑动变阻 器 R 的阻值可连续增大，求： (1)当 R 多大时，R 消耗的功 率最大？ (2)当 R 多大时， 1 消耗的功 R 率最大？
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第7章 第2 讲
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3．电动势 (1)电动势的定义：非静电力对电荷做的功与搬运电荷 的电荷量的比值即 E＝
W非 q
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， 在数值上电源的电动势等于
电源没有接入电路时两极间的电压 U 开．符号为 E， E＝U 开． (2)单位： 伏特(V)．
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第7章 第2 讲
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(3)物理意义： 表示电源把其他形式的能转化为 电能 本 领大小的物理量．电动势大，说明电源把其他形式的能转 化为电能的本领大；电动势小，说明电源把其他形式的能 转化为电能的本领小．电动势在数值上等于电路中通过 1 库仑电荷量时电源所提供的电能．
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必考内容
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必考内容
第7章 第2 讲
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归纳领悟 1．电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电 荷所做的功，反映其他形式的能转化为电能的本领，可以 区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同． 2．电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电 场力推动电荷做功，完成的是由电能向其它形式能的转化 过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的 物理量．
(2)当 R＝0 时，R1 消耗的功率最大．
E 2 3 2 P1m＝ R1＝ 1＋2 ×2W＝2W. r＋R1
[答案] (1)0.75W (2)2W
第7章 第2 讲
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[总结评述] 此题易出现的错误是求 R1 消耗的最大功 率时，把 R 归入内电阻，认为当 R1＝R＋r 时，R1 消耗的 功率最大．导致错误的原因是对电阻消耗功率最大的条件 与电源的最大输出功率分不清，乱用结论，导致误解．
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第7章 第2 讲
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(2011· 海南)如图所示， 为内阻不能忽略的电池， E R1、R2、R3 为定值电阻，S0、S 为开关， 与 分别为电 )
压表与电流表． 初始时 S0 与 S 均闭合， 现将 S 断开， 则(
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第7章 第2 讲
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[答案]
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D
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(2011· 泰安模拟)
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第7章 第2 讲
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如图所示的电路中，电源电动势为 E，电源内阻为 r， 闭合开关 S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触 头 P 从图示位置向 a 端移动一些， 待电流再次达到稳定后， 则与 P 移动前相比( )
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含电容的电路
命题规律
含电容的电路，根据欧姆定律和电容 C
Q ＝ ， 确定电容的带电荷量及变化量， 或根据电场强度和 U 力的关系确定带电粒子的运动情况．
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第7章 第2 讲
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(2011· 海淀模拟)
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第7章 第2 讲
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(4)电动势的方向 电动势虽是 标量 ，但为了研究电路中电势分布的需 要，我们规定由负极经电源内部指向正极 的方向(即电势升 高的方向)为电动势的方向． (5)电动势的决定因素 电源的电动势仅由电源本身的物质构成决定，与工作 物质的多少或由其决定的电源的体积大小无关(由若干个 单位电源串联而得到的体积较大的组合电源除外)．
必考内容 第7章 第2 讲
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2．路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)因为 U＝E－Ir，一般认为电源的电动势 E 和内阻 r 一定时，其关系满足一次函数，图线为下图所示．
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第7章 第2 讲
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(2)直线斜率的绝对值为电源内阻 r，纵轴的截距为电 源的电动势 E，横轴的截距为短路电流 I 短． (3)路端电压 U 随电流 I 变化的本质原因是由于电源内 阻的存在． (4)图线上每一点坐标的乘积 IU 为电源的输出功率．
必考内容 第7章 第2 讲
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[答案] (1)0 0.56W (2)2Ω 0.75W
(2)4Ω
0.56W 50%
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(3)25%
62.5%
[解析] (1)R1 为定值电阻，当 R2＝0 时，流经 R1 的电 E 流最大， 电阻 R1 消耗的功率最大； 此时 I1＝ ＝0.75A， r＋R1 电阻 R1 消耗的最大功率为 PR1＝I1 2· 1≈0.56W. R
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A. B. C. D.
必考内容
的读数变大， 的读数变大， 的读数变小， 的读数变小，
的读数变小 的读数变大 的读数变小 的读数变大
第7章 第2 讲
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[解析]
S 断开，电路总电阻增大， 据闭合电路欧姆定 测路端
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律知总电流减小，内电压减小，路端电压增大， 电压，故 压增大，
必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
归纳领悟 1．路端电压 U 与外电阻 R 的关系 (1)根据闭合电路欧姆定律，当外电阻 R 变大时，干路 电流 I 变小， 因为 U＝E－Ir， 所以数值上路端电压 U 变大； 同理，当外电阻 R 减小时，路端电压 U 减小． (2)当外电路断开时，R 为∞，I 为 0，所以数值上路端 电压 U＝电源电动势 E. E (3)当外电路短路时，R 为 0，I 为 ，所以路端电压 U r ＝0.
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
(2011· 北京)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开 关 S 闭合后，在变阻器 R0 的滑动端向下滑动的过程中 ( )
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必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
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
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A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．小灯泡 L 变亮 C．电容器 C 的电荷量增加 D．电源的总功率变大
[答案]
必考内容
AC
第7章 第2 讲
高考物理总复习
[解析] 当触头 P 向 a 端移动时，滑动变阻器有效阻 值增大，回路中总电流减小，内电压减小，路端电压增大， A 选项正确，B 选项错；电容器两端电压增大，电荷量增 加，C 选项正确；电源的总功率 P＝IE 减小，D 选项错.
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
电路的动态分析
命题规律
引起电路特性发生动态变化的几种情
况：(1)滑动变阻器(或电阻箱)改变电路电阻．(2)开关的 闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化．(3) 电表改变电路特性．讨论电路中有关量的变化．
高考物理总复习
必考内容
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第7章
恒定电流
高考物理总复习
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必考内容
第7章
恒定电流
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第
2 讲
闭合电路欧姆定律及其应用
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必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
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必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
电动势
考点自清 1．电路的组成：闭合电路由两部分组成，一部分是 电源外部的电路，叫外电路；另一部分是电源内部的电 路，叫内电路． 2．电源：使导体两端存在持续电压，将其他形式的 能转化为电能的装置．
的读数变大．R1 的端电压减小，则 R3 的端电 的读数变大，故 B 正确．
[答案] B
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
[总结评述] 首先应由局部电阻的变化推出总电阻、 总 电流和路端电压的变化情况，再由此分析对其他各部分电 路的影响．讨论的基本步骤是先干路、后支路，先固定电 路、后变化电路．
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第7章 第2 讲
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闭合电路欧姆定律
考点自清 1． 内容： 闭合电路中的电流和电源的电动势成正比， 和 闭合电路的总电阻 成反比． 2．公式：
I＝ E R＋r
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，常用表达式为 E＝IR＋Ir＝U＋
U′；U＝ E－Ir . 3．意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与 电动势以及电路总电阻之间的定量关系．
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
[解析] (1)在求 R 消耗的最大功率时，把 R1 归入内电 阻，当 R＝R1＋r 时，R 消耗的功率最大，即 当 R＝R1＋r＝3Ω 时，R 消耗的功率最大， 32×3 ER Pm＝ ＝ 2 W＝0.75W. 6 R1＋r＋R2
2
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必考内容
第7章 第2 讲
高考物理总复习
如图所示，
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第7章 第2 讲
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电源电动势 E＝3V，内阻 r＝3Ω，定值电阻 R1＝1Ω， 滑动变阻器 R2 的最大阻值为 10Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值 R2 为多大时，电阻 R1 消耗的 功率最大？电阻 R1 消耗的最大功率是多少？ (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最 大？变阻器消耗的最大功率是多少？ (3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电 源输出的最大功率是多少？ (4)三种情况下，电源的效率分别为多大？
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3．电源的内阻 把电源接入电路就形成闭合电路．电源外部的电路叫 外电路，电源内部的电路叫做内电路．内电路所具有的电 阻叫做内电阻，亦即电源的内阻，符号为 r.电流通过内电 路时受到内阻的阻碍作用，要产生热量致使电源发热，电 流过大可以烧坏电源.
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[答案]
A
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U [解析] 本题可由 U＝E－Ir 和 I＝ 推理出 A 正确， R 也可由结论法“串反并同”直接得出．某电阻变化，与之 并联电路中的电流、电压、功率变化趋势与电阻变化一致， 与之串联的则与之相反，简称“串反并同”．题中 R0 阻值 在减小， 电压表、 电流表与 R0 并联， 则它们的示数都减小， A 正确.
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[解析] 将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动时，因为电容 的电阻是无穷大，所以 I 不变，U 不变，即 A 选项错误； 保持滑动触头 P 不动，用更强的光线照射 R1，光敏电阻 R1 的值将变小，则 I 增大，U 减小，所以 B 选项错误；保 持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 A、B 两金属 板间的电压减小，所以小球重新达到稳定后 θ 变小，即 C 选项错误；保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值等于电 源的内阻 r，即不变，所以 D 选项正确．
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A、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板 A 的内 侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球．两块金属 板接在如图所示的电路中．电路中的 R1 为光敏电阻，R2 为滑动变阻器，R3 为定值电阻．当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时闭合开关 S.此时电流表 和电压表 的示数分别为 I
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和 U，带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为 θ， 电源电动势 E 和内阻 r 一定．则以下说法正确的是( )
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A．若将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大 B．保持滑动触头 P 不动，用更强的光线照射 R1，则 I 增大，U 增大 C．保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则小 球重新达到稳定后 θ 变大 D．保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值不变
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功率的最大值问题
命题规律
根据闭合电路欧姆定律和功率的规律，
确定输出功率、输入功率、热功率．
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在如图所示电路中，已知电源电动势 E＝3V，内 电阻 r＝1Ω，R1＝2Ω，滑动变阻 器 R 的阻值可连续增大，求： (1)当 R 多大时，R 消耗的功 率最大？ (2)当 R 多大时， 1 消耗的功 R 率最大？
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3．电动势 (1)电动势的定义：非静电力对电荷做的功与搬运电荷 的电荷量的比值即 E＝
W非 q
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， 在数值上电源的电动势等于
电源没有接入电路时两极间的电压 U 开．符号为 E， E＝U 开． (2)单位： 伏特(V)．
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(3)物理意义： 表示电源把其他形式的能转化为 电能 本 领大小的物理量．电动势大，说明电源把其他形式的能转 化为电能的本领大；电动势小，说明电源把其他形式的能 转化为电能的本领小．电动势在数值上等于电路中通过 1 库仑电荷量时电源所提供的电能．
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归纳领悟 1．电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电 荷所做的功，反映其他形式的能转化为电能的本领，可以 区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同． 2．电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电 场力推动电荷做功，完成的是由电能向其它形式能的转化 过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的 物理量．
(2)当 R＝0 时，R1 消耗的功率最大．
E 2 3 2 P1m＝ R1＝ 1＋2 ×2W＝2W. r＋R1
[答案] (1)0.75W (2)2W
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[总结评述] 此题易出现的错误是求 R1 消耗的最大功 率时，把 R 归入内电阻，认为当 R1＝R＋r 时，R1 消耗的 功率最大．导致错误的原因是对电阻消耗功率最大的条件 与电源的最大输出功率分不清，乱用结论，导致误解．
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(2011· 海南)如图所示， 为内阻不能忽略的电池， E R1、R2、R3 为定值电阻，S0、S 为开关， 与 分别为电 )
压表与电流表． 初始时 S0 与 S 均闭合， 现将 S 断开， 则(
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D
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(2011· 泰安模拟)
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如图所示的电路中，电源电动势为 E，电源内阻为 r， 闭合开关 S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触 头 P 从图示位置向 a 端移动一些， 待电流再次达到稳定后， 则与 P 移动前相比( )
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含电容的电路
命题规律
含电容的电路，根据欧姆定律和电容 C
Q ＝ ， 确定电容的带电荷量及变化量， 或根据电场强度和 U 力的关系确定带电粒子的运动情况．
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(4)电动势的方向 电动势虽是 标量 ，但为了研究电路中电势分布的需 要，我们规定由负极经电源内部指向正极 的方向(即电势升 高的方向)为电动势的方向． (5)电动势的决定因素 电源的电动势仅由电源本身的物质构成决定，与工作 物质的多少或由其决定的电源的体积大小无关(由若干个 单位电源串联而得到的体积较大的组合电源除外)．
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2．路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)因为 U＝E－Ir，一般认为电源的电动势 E 和内阻 r 一定时，其关系满足一次函数，图线为下图所示．
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(2)直线斜率的绝对值为电源内阻 r，纵轴的截距为电 源的电动势 E，横轴的截距为短路电流 I 短． (3)路端电压 U 随电流 I 变化的本质原因是由于电源内 阻的存在． (4)图线上每一点坐标的乘积 IU 为电源的输出功率．
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[答案] (1)0 0.56W (2)2Ω 0.75W
(2)4Ω
0.56W 50%
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(3)25%
62.5%
[解析] (1)R1 为定值电阻，当 R2＝0 时，流经 R1 的电 E 流最大， 电阻 R1 消耗的功率最大； 此时 I1＝ ＝0.75A， r＋R1 电阻 R1 消耗的最大功率为 PR1＝I1 2· 1≈0.56W. R
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的读数变小 的读数变大 的读数变小 的读数变大
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S 断开，电路总电阻增大， 据闭合电路欧姆定 测路端
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归纳领悟 1．路端电压 U 与外电阻 R 的关系 (1)根据闭合电路欧姆定律，当外电阻 R 变大时，干路 电流 I 变小， 因为 U＝E－Ir， 所以数值上路端电压 U 变大； 同理，当外电阻 R 减小时，路端电压 U 减小． (2)当外电路断开时，R 为∞，I 为 0，所以数值上路端 电压 U＝电源电动势 E. E (3)当外电路短路时，R 为 0，I 为 ，所以路端电压 U r ＝0.
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(2011· 北京)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开 关 S 闭合后，在变阻器 R0 的滑动端向下滑动的过程中 ( )
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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
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A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．小灯泡 L 变亮 C．电容器 C 的电荷量增加 D．电源的总功率变大
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[解析] 当触头 P 向 a 端移动时，滑动变阻器有效阻 值增大，回路中总电流减小，内电压减小，路端电压增大， A 选项正确，B 选项错；电容器两端电压增大，电荷量增 加，C 选项正确；电源的总功率 P＝IE 减小，D 选项错.
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电路的动态分析
命题规律
引起电路特性发生动态变化的几种情
况：(1)滑动变阻器(或电阻箱)改变电路电阻．(2)开关的 闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化．(3) 电表改变电路特性．讨论电路中有关量的变化．
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第
2 讲
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电动势
考点自清 1．电路的组成：闭合电路由两部分组成，一部分是 电源外部的电路，叫外电路；另一部分是电源内部的电 路，叫内电路． 2．电源：使导体两端存在持续电压，将其他形式的 能转化为电能的装置．
的读数变大．R1 的端电压减小，则 R3 的端电 的读数变大，故 B 正确．
[答案] B
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[总结评述] 首先应由局部电阻的变化推出总电阻、 总 电流和路端电压的变化情况，再由此分析对其他各部分电 路的影响．讨论的基本步骤是先干路、后支路，先固定电 路、后变化电路．
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闭合电路欧姆定律
考点自清 1． 内容： 闭合电路中的电流和电源的电动势成正比， 和 闭合电路的总电阻 成反比． 2．公式：
I＝ E R＋r
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，常用表达式为 E＝IR＋Ir＝U＋
U′；U＝ E－Ir . 3．意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与 电动势以及电路总电阻之间的定量关系．
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第7章 第2 讲
高考物理总复习
[解析] (1)在求 R 消耗的最大功率时，把 R1 归入内电 阻，当 R＝R1＋r 时，R 消耗的功率最大，即 当 R＝R1＋r＝3Ω 时，R 消耗的功率最大， 32×3 ER Pm＝ ＝ 2 W＝0.75W. 6 R1＋r＋R2
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如图所示，
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电源电动势 E＝3V，内阻 r＝3Ω，定值电阻 R1＝1Ω， 滑动变阻器 R2 的最大阻值为 10Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值 R2 为多大时，电阻 R1 消耗的 功率最大？电阻 R1 消耗的最大功率是多少？ (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最 大？变阻器消耗的最大功率是多少？ (3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电 源输出的最大功率是多少？ (4)三种情况下，电源的效率分别为多大？