《闭合电路欧姆定律上课一

第七章 第7节 闭合电路的欧姆定律第一课时——内容，路端电压与电阻、电流关系，图像一、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，电流由负极流向正极。

2．闭合电路欧姆定律(1)概念：闭合电路中的电流与_ _成正比，与内、外电路中的__ ___成反比。

(2)表达式：I ＝__________，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：外电路为纯电阻电路。

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 ＝__________。

(2)图象(U －I )：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__________，斜率的绝对值表示电源的________。

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 ________，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝______。

(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U _______，当R 减小到零时，I ＝Er，U ＝_______。

知识点一 闭合电路欧姆定律 例1．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“4 V,8 W ”的小灯泡L 正常发光，当开关S 接b 点时，通过电阻R 的电流为1 A ，这时电阻R 两端的电压为5 V.求： (1)电阻R 的阻值； (2)电源的电动势和内阻.练习1．如图所示，当开关S 断开时，电压表示数为3 V ，当开关S 闭合时，理想电压表示数为1.8 V ，则外电阻R 与电源内阻r 之比为( ) A ．5∶3 B ．3∶5 C ．2∶3 D ．3∶2知识点二 路端电压与负载的关系及图像例2．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班级： 姓名：练习2（1）．若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()A．U′＝IR B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝RR＋r·E练习2（2）．如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电动势大于电路B的电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻1．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U—I图象，则下列说法中正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大2．如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是()A.当S断开时,U AC=9 VB.当S闭合时,U AC=9 VC.当S闭合时,U AB=7.5 V,U BC=0D.当S断开时,U AB=0,U BC=03．如图所示,直线A为某电源的U I图线,曲线B为某小灯泡的U I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是()A.4 W，8 WB.2 W，4 WC.4 W，6 WD.2 W，3 W4．如图为测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3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为( )5．如图所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，灯泡上标有“6 V12 W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．6．在图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝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.第7节 闭合电路的欧姆定律第一课时答案——内容，路端电压与电阻、电流关系，图像一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路组成(1)外电路：电源______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________。

高中物理闭合电路的欧姆定律(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1=R 2=2.5Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。

闭合电键S ，移动滑动变阻器的滑片P ，当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时，电源输出功率均为4.5W 。

求 (1)电源电动势；(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时，电压表示数。

【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时，21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率：22111(E P I R R R r==+外外外） 当P 滑到b 端时，1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率：22222(E P I R R R r==+'外外外） 得：7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时，20.6A EI R r==+'外电压表示数：7.5V U E I r ='=-2．如图(1)所示 ，线圈匝数n ＝200匝，直径d 1＝40cm ，电阻r ＝2Ω，线圈与阻值R ＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d 2＝20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小； (2)电压表的示数．【答案】（1）电流的方向为B A →；7.9A ； （2）47V 【解析】 【分析】 【详解】（1）由楞次定律得电流的方向为B A → 由法拉第电磁感应定律得B E nn S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9EI A R r==+ （2）电阻R 两端的电压为U=IR=47V3．平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m ＝1×10－14kg ，电荷量q ＝－1×10－14C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m /s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差 (2)ab 两端的路端电压； (3)金属棒ab 运动的速度．【答案】(1) 竖直向下；0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】 【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又MNU E d＝所以U MN ＝mgdq＝0.1 V （2）由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝3MNU R ＝0.05 A则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I ×0.5R 1＝0.4 V . （3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BLv 由闭合电路欧姆定律得E ＝U ab ＋Ir ＝0.5 V 联立解得v ＝1 m /s .4．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。

高三年级物理导学案（35） 编写人：王渊 班级： 姓名：教学课题：闭合电路欧姆定律(一)核心知识：一、闭合电路的功率计算1．电源的总功率：P 总＝EI ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内． 若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I 2(R ＋r)＝E 2R ＋r.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：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．若外电路是纯电阻电路，则有 P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .由上式可以看出(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为Pm ＝E 24r . (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<Pm 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1·R 2＝r 2.(5)P 出与R 的关系如图所示． 4．电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%＝RR ＋r ×100%＝11＋r R ×100%因此R 越大，η越大；当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%. η－R 图象如图所示． 二、电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：1．程序法.(2)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．2．直观法任一电阻阻值增大，必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大． 3．“并同串反”规律所谓“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．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．即 }U 串↓串↓串↓←R ↑→{ U 并↑并↑并↑ 4．极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．课堂探究：1、 如图所示，电源电动势E ＝3 V ，内阻r ＝3 Ω，定值电阻R 1＝1 Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10 Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R 2为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？电阻R 1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？(1)0 0.56 W (2)4 Ω 0.56 W (3)2 Ω 0．75 W (4)25% 62.5% 50%解析 (1)R 1为定值电阻，当R 2＝0时，流经R 1的电流最大，电阻R 1消耗的功率最大；此时I 1＝Er ＋R 1＝0.75 A ，电阻R 1消耗的最大功率为： P R1＝I 21·R 1≈0.56 W (2)电源与定值电阻R 1可看做一个电动势为E ＝3 V ，内阻为r ′＝r ＋R 1＝4 Ω的“电源”，由前面的分析可知，当滑动变阻器阻值R 2＝r ′＝4 Ω，变阻器消耗的功率最大，此时P R2＝E 24r ′≈0.56 W.(3)同理，由前面分析可知，当R 外＝r 时，即R 2′＝2 Ω时，电源输出的功率最大，此时P 出＝E 24r ＝0.75W.(4)电阻R 1消耗功率最大时，电源的效率η1＝R 1R 1＋r ×100%＝25%； 变阻器消耗的功率最大时，电源的效率：η2＝R 1＋R 2r ＋R 1＋R 2×100%＝62.5%；当电源输出功率最大时，电源的效率：η3＝R 1＋R 2′r ＋R 1＋R 2′×100%＝50%.[规范思维] (1)在求最大功率时要分清是求电阻的最大输出功率还是电源的最大输出功率；(2)若求变阻器R 2上的最大功率可以将R 1等效为电源的内阻，等效内阻r ′＝r ＋R.2、 (2011·北京·17)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )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A [在电路中，变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R 0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r 分得的电压U 内＝Ir 变大，U 外变小，电压表示数变小，由U 1＝IR 1知U 1变大，因U 外＝U 1＋U 2，故U 2变小，由于I 2＝U 2R 2，所以流过R 2的电流变小，电流表示数变小，选项A 正确．][规范思维] 闭合电路的动态分析的关键是搞清电路的串并联关系，及各电表的测量对象．利用程序法判断是最基本的分析方法．课后训练：3．(2011·宁夏固原模拟)如图所示，直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( A )A ．R 1接在电源上时，电源的效率高B ．R 2接在电源上时，电源的效率高C ．R 1接在电源上时，电源的输出功率大D ．电源的输出功率一样大4．(2009·全国Ⅱ·17)如图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3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能是下图中的( B )5．(2011·福建南平月考)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图15中的a 、b 、c 所示．以下判断错误的是( )A ．直线a 表示电源的总功率B ．曲线c 表示电源的输出功率C ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 ΩD ．电源的最大输出功率Pm ＝9 W．D [电源的总功率为P E ＝EI ，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2r ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，所以直线a 表示电源的总功率，选项A 正确；曲线b 表示电源内部的发热功率，曲线c 表示电源的输出功率，选项B 正确；直线a 的斜率表示电动势E ，解得E ＝3 V ，由曲线b 上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C 正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm ＝E 24r ＝2.25 W ，对应曲线c 的最高点，选项D 错误．]。