第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律综合训练 学时2

绝密★启用前闭合电路欧姆定律检测题考试范围：闭合电路欧姆定律；考试时间：60分钟；命题人：牧马人注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题)一、单选题1．关于电动势下列说法正确的是（）A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，它的数值与外电路的组成有关D．电源电动势总等于路端电压2．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是A．电源短路时，电路电流为无穷大B．电源短路时，路端电压等于电动势C．外电路断路时，路端电压为零D．外电路电阻值增大时，路端电压也增大3．关于电源的说法，正确的是()A．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大B．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功C．断路时电源的路端电压为零D．在电源外部，从正极到负极电势逐渐升高4．如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片向上滑动时A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表、电流表示数都变大D．电压表、电流表示数都变小5．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化学反应层a、b，则沿电流方向A．在外电阻R 中，电势升高B．在内电阻r 中，电势升高C．在反应层a 中，电势升高D．在反应层b 中，电势降低6．下列说法正确的是（）①电源电动势在数值上等于电源两端的电压。

②电源电动势的大小与电源的内部外部均有关系。

③导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。

④导体的电阻与导体长度成正比，与导体的横截面积成正反比。

A．①③B．②③C．③④D．①③④二、多选题7．如图是小灯泡灯丝材料是钨和某种电阻R的伏安特性曲线，M为两曲线交点。

下列说法正确的有A．在M点状态下，小灯泡L和电阻R的功率相等B．在M点状态下，小灯泡L的阻值比电阻R的小C．曲线a是小灯泡L的伏安特性曲线，曲线b是电阻R的伏安特性曲线D．曲线a是电阻R的伏安特性曲线，曲线b是小灯泡L的伏安特性曲线8．在如图所示的电路中，电流表的内阻很小可忽略不计。

闭合电路的欧姆定律目标导航思维脉图1.了解内电路、外电路，知道电动势与内、外电压的关系。

(物理观念）2。

掌握闭合电路的欧姆定律并会进行有关计算。

（物理观念)3.会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，培养逻辑思维能力（科学思维)4.会从公式和图象两个角度分析路端电压U与电流I的关系,培养用图象法表述和分析图象问题的能力。

（科学探究）必备知识·自主学习一、闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的组成(1)闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路。

(2）内电路:如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。

(3)外电路:电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻.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，跟内、外电路的电阻之和成反比。

（2）表达式:I=。

（3)适用条件:外电路为纯电阻电路。

二、路端电压与负载的关系1。

路端电压与外电阻的关系：U外=E-U内=E-r.结论:（1）R增大→U外增大；(2）外电路断路时U外=E;(3)外电路短路时U外=0。

2.路端电压与电流的关系（1）公式：U外=E-Ir。

(2)图象(U-I图象):如图所示是一条倾斜的直线,该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r。

（1）电动势越大,闭合电路的电流就越大。

（×)(2)电源的内阻越大，闭合电路的电流就越小.(×）(3）电源一定时，负载电阻越大,电流越小。

(√)（4）电源发生短路时,电流为无穷大.（×）(5）外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动势.（×)关键能力·合作学习知识点一闭合电路的欧姆定律角度1闭合电路的欧姆定律的表达式表达式物理意义适用条件I=电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路E=I(R+r)①E=U外+Ir②E=U外+U内③电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路;②③式普遍适用EIt=I2Rt+I2 rt④W=W外+W 内⑤电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用【典例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。

第7节闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律的表达式为I＝ER＋r，此式仅适用于纯电阻电路，其中R和r分别指外电阻和内电阻。

2．闭合电路内、外电压的关系为E＝U内＋U外＝Ir＋U外，由此式可知，当电流发生变化时，路端电压随着变化。

3．当外电路断开时，路端电压等于电动势，当外电路短路时，路端电压为零。

一、闭合电路欧姆定律1．闭合电路的组成及电流流向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，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。

3．闭合电路欧姆定律二、路端电压与负载(外电阻)的关系 1．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir 。

(2)U -I 图像：如图所示，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)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电动势。

(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 ＝E r，U ＝0。

1．自主思考——判一判(1)如图甲所示，电压表测量的是外电压，电压表的示数小于电动势。

(√)(2)如图乙所示，电压表测量的是内电压，电压表的示数小于电动势。

(×) (3)外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。

(×) (4)外电路的电阻越大，路端电压就越大。

(√) (5)路端电压增大时，电源的输出功率一定变大。

(×) (6)电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零。

(×) 2．合作探究——议一议(1)假如用发电机直接给教室内的电灯供电，电灯两端的电压等于发电机的电动势吗？ 提示：不等于。

因为发电机内部有电阻，有电势降落。

发电机内部电压与电灯两端电压之和才等于电动势。

(2)在实验课上，小红同学用电压表去测量1节新干电池的电动势约为1.5 V,1节旧电池的电动势约为1.45 V ，现在她把这样的两节旧电池串联后接在一个标有“3 V 2 W ”的小灯泡两端，结果发现小灯泡不发光，检查电路的连接，各处均无故障。

7 闭合电路的欧姆定律根底夯实一、选择题(1～4题为单项选择题，5～7题为多项选择题) 1．关于闭合电路，如下说法正确的答案是( ) A ．电源短路时，放电电流为无限大 B ．电源短路时，内电压等于电源电动势 C ．用电器增加时，路端电压一定增大D ．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势 答案：B解析：电源短路时，R ＝0，放电电流I ＝E r，U 内＝E ，A 错误，B 正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C 错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D 错误。

2．一太阳能电池板，测得它的开路电压(电动势)为800mV ，短路电流为40mA ，假设将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( )A ．0.10VB ．0.20VC ．0.40VD ．0.60V答案：D 解析：r ＝E I 短＝0.80.04Ω＝20Ω，U ＝E R ＋rR ＝0.6V 。

3．一同学将变阻器与一只6V,6～8W 的小灯泡L 与开关S 串联后接在6V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光。

按此图的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )A ．变暗B ．变亮C ．亮度不变D ．可能烧坏灯泡 答案：B解析：由图可知，变阻器接入电路的是PB 段的电阻丝，当滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确。

由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡。

4．(福建师大附中2014～2015学年高二上学期期末)在如下列图的电路中，开关S原来是闭合的，现将S断开，如此灯泡L亮度变化和电容器C带电量变化情况是( ) A．灯泡L变亮、电容器C带电量增加B．灯泡L变亮、电容器C带电量减少C．灯泡L变暗、电容器C带电量增加D．灯泡L变暗、电容器C带电量减少答案：A解析：由图可知，当开关闭合时，R2与L串联后与R3并联，再与R1串联；当开关断开时，R3断开，总电阻增大，总电流减小，R1分压与内电压减小，灯泡两端电压增大；故灯泡变亮；电容器并联在电源两端，因内电压减小，路端电压增大，故电容器两端电压增大，由Q＝UC可知，电容器带电量增加。

第7节闭合电路的欧姆定律课后训练基础巩固1．某电池当外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4 V，则可以断定该电池的电动势E和内阻r为( ）A．E＝2.4 V r＝1 Ω B．E＝3 V r＝2 ΩC．E＝2.4 V r＝2 Ω D．E＝3 V r＝1 Ω2．一太阳能电池板，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的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( ）A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V3．如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。

现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知( ）A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通4．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R1 B．减小R1C．增大R2 D．减小R25．如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U－I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＜P2C．η1＞η2 D．η1＜η2能力提升6．如图所示电路中，定值电阻R2=r(r为电源内阻），滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2+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．R2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7．在如图所示的电路中，①、②、③处可以接小灯泡、电流表或电压表(均为理想电表）三种元器件。

一、闭合电路的欧姆定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1．描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示。

(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做内电阻，通常用r表示；闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，即内电路两端的电压，称为内电压。

(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做外电路，其电阻叫做外电阻；闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，即外电路两端的电压，称为外电压，也常称为路端电压，简单地记为U。

(3)内、外电路的特点：外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低；内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。

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、外电路的电阻之和成反比。

(2)公式：I＝ER＋r；适用范围：纯电阻电路。

(3)常用的变形公式及适用范围：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。

①[判一判]1．电源的两端可以用导线直接连在一起()2．外电路断开时，路端电压就是电源的电动势()3．用电压表直接与电源两极相连，电压表的示数略小于电源的电动势()二、路端电压与负载的关系┄┄┄┄┄┄┄┄②1．路端电压与外电阻的关系U外＝E－U内＝E－ER＋rr结论：(1)R增大→U外增大。

(2)外电路断路时U外＝E。

(3)外电路短路时U外＝0。

2．路端电压与电流关系：U外＝E－Ir。

[注意]部分电路欧姆定律的U-I图象与闭合电路欧姆定律的U-I图象比较A ．当外电阻增大时，路端电压增大B ．当外电阻减小时，路端电压增大C ．当外电阻减小时，电路中的电流减小D ．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大1.判断下列说法的正误.(1)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小.( )(2)E ＝U ＋Ir 适用于任何电路.( )(3)某电源电动势为10 V ，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则电路中的电流为1 A.( )(4)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( )(5)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( )(6)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( )2.如图2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 ，则电源的内阻为 Ω.1.解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路中各元件的连接关系，画出等效电路图。

【关键字】高中第7节闭合电路欧姆定律一、选择题1．下列关于紧闭电路的说法中，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．电路的外电阻增加时，路端电压减小[导学号]解析：选D.根据紧闭电路欧姆定律E＝IR＋Ir，当外电路短路时，R＝0，E＝Ir，U ＝0，A、B正确．当外电路断路时，I＝0，Ir＝0，E＝U外，C正确．电路的外电阻增加时，路端电压应增大，D错误．故选D.2．在已接电源的紧闭电路里，关于电源的电动势、内电压和外电压的关系，下列说法正确的是()A．若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D．若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和[导学号]答案：D3．(多选)上海世博会中国馆的所有门窗都采用LOM-E玻璃，它可将太阳能转化为电能并储存起来．国家馆顶上的观景台也引进了最先进的太阳能薄膜，它能储藏阳光并利用光电转换将太阳能转化为电能．已知太阳能电池板的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.现将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一紧闭电路，下列说法正确的是()A．电池板的电动势为800 mVB．电池板的内电阻为20 ΩC．紧闭电路的路端电压为800 mVD．紧闭电路的路端电压为400 mV[导学号]解析：选ABD.太阳能电池板的电动势等于开路电压，即E＝800 mV，A正确；内阻r＝＝20 Ω，B正确；将其与20 Ω的电阻器连成紧闭电路，则路端电压为U＝IR＝R＝400 mV，D正确．4.(多选)如图所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线，下列说法中正确的是()A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻[导学号]解析：选AC.甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路为纯电阻说明两电源的外电阻相等，故A正确；图线的斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值，表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D错误；图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U 轴交点的坐标值比乙的大，表明电源甲的电动势大于电源乙的电动势，故C正确；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为电源甲的内阻较电源乙的内阻大，所以当电流都为I0时，电源甲的内电压较大，故B错误．故选A、C.5.(多选)(2016·南昌高二联考)如图所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是()A．电源①的电动势和内阻均比电源②大B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大[导学号]解析：选AD.图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A对；作外接电阻R的U－I图线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S1、S2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错，D对；电源的效率η＝＝＝，因为电源内阻不同则电源效率不同，C错．6．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r.在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中()A．电路中的总电流变大B．路端电压变大C．通过电阻R2的电流变大D．通过滑动变阻器R1的电流变小[导学号]解析：选A.在滑动变阻器R1的滑动触片P向下滑动的过程中，R1接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，由紧闭电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，故A正确．路端电压U＝E－Ir，I变大，E、r不变，则U变小，故B错误．路端电压U变小，通过电阻R2的电流变小，故C错误．总电流变大，通过电阻R2的电流变小，所以通过滑动变阻器R1的电流必定变大，故D错误．7．在如图所示的电路中，E为电源电动势，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、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[导学号]解析：选B.R2的滑动触点向b端移动时，R2接入电路的电阻减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．8．(多选)如图所示，R是光敏电阻(随光照强度增大，电阻减小)，当它受到的光照强度增大时()A．灯泡L变暗B．光敏电阻R上的电压增大C．电压表V的读数减小D．电容器C的带电荷量增大[导学号] 解析：选CD.光照强度增大时，R 的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知I ＝E R ＋r ＋R 灯增大，灯泡L 变亮，选项A 错误；光敏电阻R 上的电压U R ＝E －I (r ＋R 灯)减小，选项B 错误；电压表V 的读数U ＝E －Ir 减小，选项C 正确；电容器C 两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压U L ＝IR 灯增大，所以电容器C 的带电荷量Q ＝CU L 增大，选项D 正确．9.(2016·天津南开中学测试)如图所示电路中，R 为一滑动变阻器，P 为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是( )A ．电源内电路消耗功率一定逐渐增大B ．灯泡L 2一定逐渐变暗C ．电源效率一定逐渐减小D ．R 上消耗功率一定逐渐变小[导学号] 解析：选D.滑动变阻器滑片P 向下滑动，R ↓→R 并↓→R 外↓.由闭合电路欧姆定律得I ＝Er ＋R 外推得I ↑.由电源内电路消耗功率P 内＝I 2r 可得P 内↑，A 正确．U 外↓＝E －I ↑r ，U 1↑＝(I ↑－I L1↓)R 1，U L2↓＝U 外↓－U 1↑，P L2↓＝U 2L2↓R L2，故灯泡L 2变暗，B 正确．电源效率η↓＝I 2R 外I 2（R 外＋r ）＝R 外R 外＋r ＝11＋r R 外↓，故C 正确．R 上消耗的功率P R ＝U 2L2↓R ↓，P R 增大还是减小不确定，故D 错．10.如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S ，小球静止时受到悬线的拉力为F .调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是( )A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时， F 将变小[导学号] 答案：B二、非选择题11．(2016·长沙高二检测)如图所示的电路中，已知R 1＝4 Ω，电流表的读数I ＝0.75 A ，电压表读数U ＝2.0 V ，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为I ′＝0.80 A ，而电压表的读数变为U ′＝3.2 V ，求：(1)发生断路的电阻是哪一个？(2)电源电动势和内阻各是多少？[导学号] 解析：(1)因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R 1、R 3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生断路的电阻是R 2.(2)由R 2烧断后：电压表的示数等于路端电压，则R 3＝U ′I ′＝3.20.8Ω＝4 Ω 根据闭合电路欧姆定律得U ′＝E －I ′r 即有3．2＝E －0.8r ①R 2未烧断时：路端电压U ″＝R 3I ＝4×0.75 V ＝3 V通过R 1的电流I 1＝U ″－U R 1＝3－24A ＝0.25 A 总电流：I 0＝I 1＋I ＝0.25 A ＋0.75 A ＝1.0 A则有U ″＝E －I 0r即3＝E －r ②联立①②解得E ＝4 V ，r ＝1 Ω.答案：(1)R 2 (2)4 V 1 Ω12．电路图如图甲所示，若电阻R 阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U 随电流I 的变化图线及外电阻的U －I 图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．[导学号] 解析：(1)由题图乙所示U －I 图线知：电源电动势E ＝4 V ，短路电流I 短＝4 A ，故内阻r ＝E I 短＝1 Ω. (2)由题图知：电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U ＝3 V.(3)由题图知：R ＝3 Ω，故P 出＝I 2R ＝3 W.答案：(1)4 V 1 Ω (2)3 V (3)3 W此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。

1．关于闭合电路，下列说法正确的是( ) A ．电源短路时，放电电流为无限大 B ．电源短路时，内电压等于电源电动势 C ．用电器增加时，路端电压一定增大D ．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数总小于电源电动势解析:选BD.由I 短＝Er 知，A 错，B 对；用电器如果并联，R 外减小，U 外减小，C 错．由于内电路两端总是有电压，由E ＝U v ＋U r 知，U v <E ，D 选项正确．2．一块太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA ，若将该电池与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( ) A ．0.10 V B ．0.20 V C ．0.30 V D ．0.40 V 解析:选D.电源电动势E ＝800 mV ＝0.80 V电源内阻r ＝E I ＝0.80.04Ω＝20 Ω路端电压为U ＝E Rtr ·R ＝0.820＋20×20＝0.40 V所以D 对．3．图2－7－14是根据某次实验记录数据画出的U －I 图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )图2－7－14A ．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E ＝3.0 VB ．横轴截距表示短路电流，即I 短＝0.6 AC ．根据r ＝E /I 短，计算出待测电源内电阻为5 ΩD ．根据r ＝|ΔUΔI|，计算出待测电源内电阻为1 Ω解析:选AD.U －I 图线纵轴截距表示电动势E ＝3.0 V ，A 正确；横轴截距点坐标为(0.6 A,2.4V)，因此不是短路时电流，B 、C 错误；由U ＝E －Ir 或r ＝|ΔUΔI|知D 正确．4．(2021年湖州高二检测)如图2－7－15所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A 、B 两灯亮度的变化情况为( )图2－7－15A ．A 灯和B 灯都变亮 B ．A 灯和B 灯都变暗C ．A 灯变亮，B 灯变暗D ．A 灯变暗，B 灯变亮 答案:D5.如图2－7－16所示，线段A 为某电源的U －I 图线，线段B 为某电阻R 的U －I 图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求:图2－7－16(1)电源的输出功率P 出是多大？(2)电源内部损耗的电功率P 内是多少？ (3)电源的效率η是多大？解析:根据题意从A 图线可读出E ＝3 V ，r ＝E I ＝36Ω＝0.5 Ω，从B 图线可读出R ＝ΔUΔI＝1 Ω.由电源E ＝3 V ，r ＝0.5 Ω与R ＝1 Ω组成的闭合电路中，I ＝E R ＋r ＝31.5A ＝2 A. 则P 出＝I 2R ＝4 W ， P 内＝I 2r ＝2 W ， P 总＝IE ＝6 W ，所以η＝P 出P 总＝66.7 %.答案:(1)4 W (2)2 W (3)66.7%一、选择题1．关于电动势，以下说法中正确的是( ) A ．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差B ．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C ．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D ．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大解析:选B.电动势是电源本身的属性，是由电源本身决定的，与外电路的组成及变化无关，故C 、D 错误．由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋Ir .用电压表直接测量电源两极时，虽然电压表的电阻很大，但电路中也有电流，内电路中也有电压降落，电压表直接测量电源两极得到的电压数值应略小于电动势，B 正确，A 错误．2．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是( ) A ．1 Ω B ．2 Ω C ．4 Ω D ．6 Ω解析:选C.由(E R 1＋r )2R 1＝(E R 2＋r )2R 2，代入数据解得r ＝4 Ω，选项C 正确．3．如图2－7－17所示为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( )图2－7－17A ．电动势E 1＝E 2，短路电流I 1>I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C ．电动势E 1>E 2，内阻r 1>r 2D ．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解析:选AD.由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋Ir .当I ＝0时电动势E 等于路端电压U ，即U －I 图线和U 轴的交点就是电动势，由图知，两电源的电动势相等．当 U ＝0时I ＝E /r ，U －I 图线和I 轴的交点就是短路电流，由图知I 1>I 2.A 正确．而r ＝E /I ，即图线的斜率表示电源的内阻，由图知r 1<r 2，B 、C 错误．当工作电流变化量相同时，因为r 1<r 2，电源2内电压变化较大，由闭合电路的欧姆定律得E ＝U 外＋U 内，所以电源2的路端电压变化较大．D 正确．4.如图2－7－18所示，直线A 为电源的U －I 图线，直线B 和C 分别为电阻R 1和R 2的U －I 图线，用该电源分别与R 1、R 2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P 1、P 2，电源的效率分别为η1、η2，则( )图2－7－18A ．P 1>P 2B ．P 1<P 2C ．η1>η2D ．η1<η2解析:选C.由直线A 可知，E ＝6 V ，r ＝1 Ω，由直线B 、C 可知，R 1＝2 Ω，R 2＝0.5 Ω，P 1＝(E r ＋R 1)2·R 1＝8 W ，η1＝R 1r ＋R 1＝23，P 2＝(E r ＋R 2)2R 2＝8 W ，η2＝R 2r ＋R 2＝13 故有:P 1＝P 2 η1>η2，只有C 正确．5．(2021年山东济南模拟)在图2－7－19所示的电路中，电源电动势为E 、内电阻为r .在滑动变阻器的滑动触片P 从图示位置向上滑动的过程中( )图2－7－19A ．电路中的总电流变大B ．路端电压变大C ．通过电阻R 2的电流变大D ．通过滑动变阻器R 1的电流变小解析:选BCD.本题可按照以下思路分析:故B 、C 、D 均正确． 6．(2021年高考广东卷)图2－7－20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( )图2－7－20A．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．电路的总电阻变大解析:选A.由a到b，R1电阻值减小，因此总电阻变小，D错，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以A正确．再结合欧姆定律知电流表的示数变小，B错，由P内＝I2r知电源内阻消耗的功率变大，C错．7．(2021年福建师大附中高二检测)在如图2－7－21所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是()图2－7－21A．L变暗，Q增大B．L变暗，Q减小C．L变亮，Q增大D．L变亮，Q减小解析:选B.滑动变阻器滑片P向下移动时，R2变小，I总变大，U L变小，L变暗，因U R1增大，故U C＝U R2变小，再由Q＝CU C可知Q减小，故只有B正确．8．(2021年高考广东卷)如图2－7－22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S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是()图2－7－22A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大解析:选C.电源不计内阻，其输出电压等于电动势．当闭合S2时，电路的外电阻R变小，电路总电流变大，故C正确；电源的输出功率P出＝E2R，所以电源输出功率应该变大，A错误；因并联部分两端的电压U并＝E－UR1，又闭合S2时UR1变大，所以U并变小，L1上消耗的功率变小，通过R3的电流也是变小的，故B、D错误．9．利用图2－7－23所示电路可测出电压表的内阻，电源的内阻可以忽略．R为电阻箱，当R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数U.多次改变阻箱的阻值．所得到的1U－R图象为下图中的哪一个()图2－7－23图2－7－24解析:选C.由闭合电路的欧姆定律E＝U＋IR＝U＋UR V·R得1U＝1E＋1ER V·R，故选C.二、计算题10.如图2－7－25所示的电路中，电阻R＝10 Ω，当开关S断开时，电压表示数为6 V，当开关S闭合时，电压表示数为5.46 V，则电源的内阻为多少？图2－7－25解析:当开关S断开时，R外→∞，所以E＝U外＝6 V.当开关S闭合时，U外＝IR，即5.46 V＝I×10 Ω，所以I＝0.546 A，又由E＝U外＋Ir，即6 V＝5.46 V＋0.546 r，解得r≈1 Ω.答案:1 Ω11.如图2－7－26所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求:图2－7－26(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量．解析:(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且q E竖直向上．S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破．S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有U C＝R2R1＋R2＋rE＝4 V，qU C/d＝mg.S闭合后，U′C＝R2R2＋rE＝8 V设带电粒子加速度为a，则qU′C/d－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上．(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(U′C－U C)＝4×10－4C.答案:(1)g方向向上(2)4×10－4C12．(2021年山东茌平一中模拟)在图2－7－27甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的．求:甲 乙图2－7－27(1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻R 2的阻值；(3)滑动变阻器R 3的最大值． 解析:(1)由闭合电路欧姆定律得: E ＝U ＋Ir将图象中A 、B 两点的电压和电流代入得: E ＝16＋0.2 r E ＝4＋0.8 r 解得E ＝20 V ，r ＝20 Ω.(2)当R 3的滑片滑到最右端时，R 3、R 1均被短路，此时外电路电阻等于R 2，且对应于图线上B 点，故由B 点的U 、I 值可求出R 2的阻值为:R 2＝U B I B＝40.8 Ω＝5 Ω.(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时，R 3阻值最大．设此时外电路总电阻为R ，由图象中A 点坐标求出:R ＝U A I A ＝160.2Ω＝80 Ω.又R ＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2，代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R 3＝300 Ω.答案:(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω。

第7节 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路．(1)闭合电路的组成：①内电路：电源内部的电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压．②外电路：电源外部的电路，其两端电压称为外电压或路端电压．(2)内、外电压的关系：E ＝U 外＋U 内．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)公式：I ＝E R ＋r或E ＝I(R ＋r)． (3)适用条件：外电路为纯电阻电路．3．路端电压随外电阻的变化规律．(1)R 增大，I 减小，U 增大，当R 增大到无穷大(断路)时，I ＝0，U ＝E ．(2)R 减小，I 增大，U 减小，当R 减小到零(短路)时，I ＝E r，U ＝0． 4．路端电压与电流的关系图象(U －I 图象)．如下图所示，U －I 图象是一条倾斜的直线，该图线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势，该线的绝对值斜率表示内阻．►基础巩固1．(多选)在闭合电路中，下列叙述正确的是(BD)A ．当外电路断开时，路端电压等于零B ．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C ．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大D ．当外电阻增大时，路端电压将增大解析：A.根据闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 可知，当外电路断开时，电流I ＝0，路端电压U ＝E.故A错误．B.根据闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋r得知：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．故B 正确．C.当外电路短路时，R ＝0，短路电流I 短＝E r，电源内阻r ＞0，I 短≠∞.故C 错误．D.当外电阻增大时，电流减小，内电压减小，路端电压将增大．故D 正确．2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是(D)A ．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B ．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C ．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D ．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量解析：A.如外电压增大，则内电压减小，电源电动势保持不变．故A 错误．B.如外电压减小，内电阻不变，内电压将增大，电源电动势保持不变．故B 错误．C.如外电压不变，则内电压也不变．故C 错误．D.根据闭合电路欧姆定律得到，电源的电动势等于内电压与外电压之和，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒量．故D 正确．3．一太阳能电池板，测得他的开路电压为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，则他的路端电压是(D)A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：由已知条件得：E ＝800 mV.又因I 短＝E r， 所以r ＝E I 短＝800×10－340×10－3 Ω＝20 Ω.所以U ＝IR ＝E R ＋r R ＝80020＋20×20 mV ＝400 mV ＝0.40 V ，选项D 正确． 4．在如图所示电路中，电源的电动势E ＝9.0 V ，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 ＝6.0 V ，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 时，小灯泡恰好正常发光．则C 、B 之间的电阻应为(B)A ．10 ΩB ．20 ΩC ．15 ΩD ．5 Ω 解析：本题中小灯泡恰好正常发光，说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流：I 额＝P 额U 额＝1.86.0 A ＝0.3 A ，两端电压达到额定电压U 额＝6.0 V ，而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC 部分串联，则通过电阻AC 的电流与通过小灯泡的电流相等，故R AC ＝E －U 额I 额＝9.0－6.00.3Ω＝10 Ω，所以R CB ＝R －R AC ＝20 Ω. 5．(多选)如图所示为某一电源的U －I 图象，由图可知(AD)A ．电源电动势为2 VB ．电源内阻为 13Ω C ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A解析：由U －I 图象可知，电源电动势E ＝2 V ；r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝1.26Ω＝0.2 Ω. 当U ＝1 V 时，I ＝E －U r ＝2－10.2A ＝5 A ．选项A 、D 正确． ►能力提升6．在如图所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路．则(ACD)A ．电源的电动势为3 VB ．电源的内阻为2 ΩC ．电阻R 的阻值为1 ΩD ．电路消耗的总功率为6 W解析：A、B.根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，由读出电源的电动势E＝3 V，内阻等于图线的斜率大小，则r＝ΔUΔI＝36Ω＝0.5 Ω.故A正确，B错误．C.根据欧姆定律，外电阻R＝UI＝22Ω＝1 Ω.故C正确．D．电路消耗的总功率为：P＝EI＝3×2 W＝6 W．故D正确．7．如图是一火警报警电路的示意图．其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(C)A．I变大，U变小 B．I变小，U变大C．I变大，U变大 D．I变小，U变小解析：当传感器R3所在处出现火情时，温度升高电阻增大，回路的总电流减小，路端电压U变大，UR2＝E－I总(r＋R1)，则UR2增大，通过R2的电流I增大，C正确．8．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(A)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，电流表的示数增大解析：滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确．9．如右图所示，直线A为电源的U－I 图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U－I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(C)A．P1＞P2 B．P1＜P2C．η1＞η2 D．η1＜η210．如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3Ω后固定．已知R 2＝6 Ω，R 3＝3 Ω，求：(1)开关S 断开和接通时，通过R 1的电流分别为多大？(2)为了使A 、B 之间电路的电功率在开关S 接通时能达到最大值，应将R 1的阻值调到多大？这时A 、B 间消耗的最大电功率是多少？解析：(1)开关S 断开时，I 1＝E r ＋R 1＋R 2＝41＋3＋6A ＝0.4 A ； 开关接通时，R 2、R 3并联的总电阻R 23＝R 2·R 3R 2＋R 3＝2 Ω，I 1′＝E r ＋R 1＋R 23＝41＋3＋2A ＝0.667 A. (2)开关接通时，A 、B 之间的总电阻R 23＝2 Ω为定值，所以，只有当R 1＝0时，总电流最大，A 、B 之间的电功率才最大．I 总＝E r ＋R 1＋R 23＝41＋0＋2 A ＝43A P AB ＝I 2总R AB ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫432×2 W ＝3.556 W. 答案：(1)0.4 A 0.667 A (2)03．556 W高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

1．一太阳能电池板，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的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：电源电动势为0.8 V ，根据I 短＝E r 解得r ＝E I 短＝20 Ω。

所以U ＝RR ＋r E ＝0.4 V 。

答案：D2．在如图1所示的闭合电路中，当滑片P 向右移动时，两电表读数的变化是( )A ．A 变大，V 变大B ．A 变小，V 变大C ．A 变大，V 变小图1D ．A 变小，V 变小解析：该电路中，当滑片P 向右移动时，滑动变阻器的有效电阻变大，闭合电路的总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律I ＝Er ＋R 0＋R 可知，电路中的电流变小，电流表的读数变小，而电压表的读数为U ＝E －I (R 0＋r )，I 减小，电压表读数变大，选项B 正确。

答案：B3．一直流电动机正常工作时两端的电压为U ，通过的电流为I ，电动机线圈的电阻为r 。

该电动机正常工作时，下列说法正确的是( )A ．电动机消耗的电功率为IUB ．电动机的输出功率为IU －I 2rC ．电动机的发热功率为U 2rD ．I 、U 、r 三个量间满足I ＝Ur[来源:学&科&网]解析：电动机正常工作时，属于非纯电阻电路：它消耗的电功率P ＝UI ，转化为内能的功率为I 2r ，所以输出的功率为UI －I 2r ，故A 、B 均正确，非纯电阻电路中欧姆定律不适用，故C 、D 均错。

答案：A B4．在如图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略。

已知定值电阻R 1＝10 Ω，R 2＝8 Ω。

当单刀双掷开关S 置于位置1时，电压表读数为2 V 。

则当S 置于位置2时，电压表读数的可能值为( )A ．2.2 VB ．1.9 VC ．1.6 VD ．1.3 V图2解析：设电源的电动势为E 、内电阻为r ，S 接2时，电压表读数为U ，由闭合电路欧姆定律知，当接1时：E ＝2＋210r ①接2时有：E ＝U ＋U8r ②解①②得：U ＝2＋0.2r 1＋0.125r ＝2r＋0.21r＋0.125③电源的内阻未知，但0<r <∞，由③知，当r ＝0时，U ＝2 V ；当r ＝∞时，U ＝1.6 V 。

高二物理高效课堂资料第二章恒定电流第七节闭合电路的欧姆定律训练案【学习目标】1.深刻理解闭合电路的欧姆定律，提高电路分析和计算的能力。

2.学会分析动态电路和故障电路的方法。

3.感悟能量转化和守恒思想的应用。

【训练设计】探究一：电源的输出功率、效率与外电阻的关系问题1：如图所示的电路中，电源电动势为E,内电阻为r，外电路的电阻R比电源内电阻r大。

闭合开关后，求：（1）电源的功率电源P；（2）电源的内阻消耗的功率内P；（3）电源的输出功率出P；（4）若R为可变电阻，R的阻值为多大时，电源输出的功率最大？最大值为多少？（5）电源输出功率最大时，电源的效率；（6）画出电源的输出功率出P与外电阻R的函数关系图象。

小结：推导出电源的效率与外电阻的关系式，总结电源的输出功率与电源效率的关系：问题2：如下图，已知E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。

求：（1）电源的最大输出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率。

小结：求电源的最大输出功率时，如何处理可变电阻以外的其他电阻：R2R1针对训练1：有四个电源，电动势均为8V，内阻分别为1Ω、2Ω、4Ω、8Ω，今要对R=2Ω的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大？（）A.1ΩB.2ΩC.4ΩD.8Ω小结：求可变电阻与定值电阻的获得最大功率有什么不同：针对训练2：一台“6V，15W”的直流电动机的电枢电阻为0.5Ω，接在电动势E=6V，内阻r=0.5Ω的电源上工作时，测得电动机两端电压是5V，求：（1）电源的总功率；（2）电源的输出功率；（3）电动机的发热功率；（4）电动机的输出功率。

探究二：动态电路的分析问题3.如图所示，电源内电阻为r，当可变电阻R的阻值减小时（）A. a、b两点间的电压增大B. a、b两点间的电压减小C. 通过R的电流增大D. 通过R的电流减小针对训练3：如图所示，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动片P向图中a端移动时（）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变小针对训练4：某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。

第七节 闭合电路的欧姆定律[学习目标] 1.了解内电路、外电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和． 2.掌握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及公式的物理意义． 3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系．, [学生用书P 57])一、闭合电路的欧姆定律(阅读教材第60页第1段至第61页第4段)1．闭合电路(1)闭合电路由外电路和内电路组成，用电器、导线组成外电路，电源内部是内电路． (2)电路中正电荷的定向移动方向就是电流的方向，所以在外电路中，沿电流方向电势降低．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(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)公式：I ＝ER ＋r．(3)我们用U 外表示IR ，它是外电路上总的电势降落，习惯上叫做路端电压；用U 内表示Ir ，它是内电路的电势降落．所以E ＝U 外＋U 内，这就是说，电源的电动势等于内外电路电势降落之和．拓展延伸►———————————————————(解疑难) 闭合电路的欧姆定律的常用形式有：I ＝ER ＋r，E ＝U 外＋U 内，E ＝IR ＋Ir ，U 外＝E －Ir . 其中I ＝ER ＋r ，E ＝IR ＋Ir ，只适用于电路为纯电阻的闭合电路；U 外＝E －Ir ，E ＝U 外＋U 内既适用于外电路是纯电阻的闭合电路，也适用于外电路是非纯电阻的闭合电路．1.(1)电动势越大，闭合电路的电流越大．( )(2)电源的内阻越大，闭合电路的电流越小．( )(3)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√二、路端电压与负载的关系(阅读教材第61页第5段至第62页)1．电路中，消耗电能的元件常常称为负载，负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化．2．路端电压的表达式：U ＝E －Ir ． 3．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 减小，路端电压U ＝E －Ir 增大．(2)当外电阻R 减小时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 增大，路端电压U ＝E －Ir 减小．(3)两种特殊情况：①当外电路断开时，电流I 变为0，U ＝E ．这就是说，断路时的路端电压等于电源电动势．②当电源两端短路时，外电阻R ＝0，此时I ＝Er．拓展延伸►———————————————————(解疑难)路端电压与电流的关系图象由U ＝E －Ir 可知， U －I 图象是一条斜向下的直线，如图所示．1．图象的截距(1)纵轴上的截距表示电源电动势E 0.当电流等于零时，即外电路开路，路端电压等于电源电动势．(2)横轴上截距为短路电流I 0.当路端电压等于零时，即外电路短路，电路中只有电源内阻，故短路电流I 0＝Er.2．直线的斜率由I 0＝E r 得r ＝EI 0，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻，直线斜率的绝对值越大，内阻r 越大．3．图象的面积图线中某点横、纵坐标的乘积UI 为电源的输出功率，即图中矩形的“面积”表示电源的输出功率．2.(1)电源发生短路时，电流为无穷大．( )(2)外电路断路时，电源两端的电压等于电源电动势．( )(3)用电压表直接测电源两极电压时，电压表的示数等于电源的电动势．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)×闭合电路欧姆定律的理解和应用[学生用书P58]利用闭合电路欧姆定律求解问题时可用两种方法：1．公式法：利用E＝IR＋Ir或E＝U＋Ir来求解．2．图象法：利用U－I图象计算，纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，直线斜率的绝对值等于电源的内阻．——————————(自选例题，启迪思维)1.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)的示数分别为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，求电源的电动势和内阻．[思路探究]S闭合或断开时，电路是如何连接的？电压表和电流表的示数是否为路端电压和总电流？[解析]当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir得：E＝1.6 V＋0.4r；当S断开时，由E＝U＋Ir得E＝(1.6＋0.1) V＋(0.4－0.1)r解得：E＝2 V，r＝1 Ω.[答案] 2 V 1 Ω2.上海世博会中国馆的所有门窗都采用LOM­E玻璃，它可将太阳能转化为电能并储存起来．国家馆顶上的观景台也引进了最先进的太阳能薄膜，它能储藏阳光并利用光电转换将太阳能转化为电能．已知太阳能电池板的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.现将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，下列说法正确的是() A．电池板的电动势为800 mVB．电池板的内电阻为20 ΩC．闭合电路的路端电压为800 mVD．闭合电路的路端电压为400 mV[解析]太阳能电池板的电动势等于开路电压，即E＝800 mV，A正确；内阻r＝EI＝20Ω，B正确；将其与20 Ω的电阻器连成闭合电路，则路端电压为U＝IR＝ER＋rR＝400 mV，D正确．[答案]ABD3. 如图所示为两个闭合电路中两个电源的U－I图象，下列说法中正确的是()A ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1<r 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1>r 2C ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1>I 2D ．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大[解析] 电源的电动势和内阻的测定可以通过U －I 图线来完成，由图线可知，E 1＝E 2，两电源的短路电流I 1>I 2(图线的横截距)，故内阻r ＝EI ，r 1<r 2，选项A 、C 正确．因图线1的斜率小于图线2的斜率，由图线可以得到ΔU ＝r ΔI ⇒ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．[答案] ACD[规律总结] 解决闭合电路问题的一般步骤：(1)分析电路特点：认清各元件之间的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流．(2)求干路中的电流：若各电阻值和电动势都已知，可用闭合电路欧姆定律直接求出；也可以利用各支路的电流之和来求．(3)应用闭合电路欧姆定律解决问题时应根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流．闭合电路的动态分析问题[学生用书P 58]闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化．其分析的一般思路为：1．明确电路结构，即电路各元件的连接方式；2．明确局部电阻的变化和外电路总电阻R 总的变化；3．运用I 总＝ER 总＋r判断I 总的变化；4．运用U 内＝I 总r 判断U 内的变化； 5．运用U 外＝E －U 内判断U 外的变化；6．运用电学公式进行定性分析各支路相关量变化．——————————(自选例题，启迪思维)1.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[思路探究] (1)滑动变阻器的滑动端向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小．(2)分析思路是先局部后整体再局部．[解析] 由变阻器R 0的滑动端向下滑可知R 0连入电路的有效电阻减小，则R 总减小，由I ＝E R 总＋r 可知I 增大，由U 内＝Ir 可知U 内增大，由E ＝U 内＋U 外可知U 外减小，故电压表示数减小．由U 1＝IR 1可知U 1增大，由U 外＝U 1＋U 2可知U 2减小，由I 2＝U 2R 2可知电流表示数减小，故选A.[答案] A2.如图所示，L 1、L 2、L 3三只电灯均能发光，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 ．L 1、L 2、L 3都变亮B ．L 1、L 2变亮，L 3变暗C ．L 1、L 3变亮，L 2变暗D ．L 1变亮，L 2、L 3变暗[思路探究] L 1、L 2、L 3可当成定值电阻，灯泡的亮度取决于功率大小，三个灯泡的功率计算公式为P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R，功率的大小变化就转变成判断小灯泡的电压或电流的变化了．[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，所以电路总电阻值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L 1的电流增大，L 1两端的电压U L1增大，故L 1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L 3两端的电压(U L3＝E －U L1－U 内)变小，通过L 3的电流I L3变小，所以L 3变暗；由于I 总变大，I L3变小，所以通过L 2的电流(I L2＝I 总－I L3)一定增大，L 2变亮，选B.[答案] B3. 某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(24 V ，220 W)和10个相同的指示灯X 1～X 10(220 V ，2 W)，将其连接在220 V 的交流电源上，电路如图所示，若工作一段时间后L 2灯丝烧断，则( )A ．X 1的功率减小，L 1的功率增大B ．X 1的功率增大，L 1的功率增大C ．X 2的功率增大，其他指示灯的功率减小D ．X 2的功率减小，其他指示灯的功率增大[解析] 由串、并联电路的知识知，若L 2灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除X 2两端电压变大外，其他电压变小，故选C.[答案] C[规律总结] 闭合电路动态分析的基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况．含电容器电路的分析和计算[学生用书P 59]解决含有电容器的直流电路问题的思路和方法是：先将电容器摘除，弄清直流电路的结构，再分析电容器接在电路中的哪些位置，是并联在一个电阻两端，还是并联在一个支路两端，还是并联在两个支路之间，这些分析很重要，可以让你清楚地找到电容器两端的电压，从而进行电路的有关计算．——————————(自选例题，启迪思维)1.如图所示，电路中E ＝10 V ，R1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.电池内阻可忽略．(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流；(2)然后将开关S 断开，求这以后通过R 1的总电量．[思路探究] S 闭合或断开时，电路各是怎样连接的？电容器两极板的电压各是多少？电容器的电量各是多少？[解析] (1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，因此R 1与R 2串联，C 两端的电压即为R 2两端的电压．由欧姆定律得通过R 1的电流I ＝E R 1＋R 2＝104＋6A ＝1 A. (2)S 断开前，C 两端电压U 1＝IR 2＝6 VC 所带电量Q 1＝CU 1＝30×10－6×6 C ＝1.8×10－4 C开关S 断开稳定后，总电流为零，电容器两端电压为E ，所带电量Q 2＝CE ＝30×10－6×10 C ＝3×10－4 C通过R 1的电量，即为电容器增加的电量ΔQ ＝Q 2－Q 1＝1.2×10－4 C.[答案] (1)1 A (2)1.2×10－4 C2.如图所示，已知C ＝6 μF ，R 1＝5 Ω，R 2＝6 Ω，E ＝6 V ，r ＝1 Ω，电表均为理想电表，开关S 原来处于断开状态，下列说法中正确的是( )A ．开关S 闭合瞬间，电流表的读数为0.5 AB ．开关S 闭合瞬间，电压表的读数为5.5 VC ．开关S 闭合后经过一段时间，再将开关S 迅速断开，则通过R 2的电荷量为1.8×10－5 CD ．以上说法都不对[解析] 开关S 闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状态，I ＝E R 1＋r ＝65＋1 A ＝1 A ，A错误；电压表的读数U ＝IR 1＝1×5 V ＝5 V ，B 错误；开关闭合一段时间后，电容器相当于断路，I ′＝E R 1＋R 2＋r ＝65＋6＋1 A ＝0.5 A ，此时电容器上电荷量Q ＝CU 2＝CI ′R 2＝6×10－6×0.5×6 C ＝1.8×10－5C ，断开开关S 后，电荷量Q 经R 2释放，故C 正确．[答案] C3. 如图所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r ，在平行板电容器C 中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R 0的滑动触头向左移动时，带电粒子将()A ．向上运动B ．向下运动C ．静止不动D ．不能确定运动状态的变化[解析] 当滑动触头向左移动时，R 0接入电路的电阻值变大，则R 总变大，总电流变小，R 两端的电压变小，电容器中的电场强度变小，所以粒子将向下运动，故B 正确．[答案] B[规律总结] (1)在分析电路的特点时，把电容器支路看成断路，即去掉该支路，简化后若要分析电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上．(2)确定电容器和哪部分电路并联，该部分电路两端电压即电容器两端电压．(3)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻两端电压为零，此电路两端电压即电容器两端电压，而与电容器串联的电阻可看成导线., [学生用书P 59])典型问题——电源的功率和效率问题1．有关电源的功率(1)电源的总功率：P 总＝IE (普遍适用)，P 总＝E 2R ＋r ＝I 2(R ＋r )(只适用于外电路为纯电阻的电路)．(2)电源内阻消耗的功率：P 内＝I 2r .(3)电源的输出功率：P 出＝IU 外(普遍适用)，P 出＝I 2R ＝E 2R（R ＋r ）2(只适用于外电路为纯电阻的电路)．2．输出功率随外电阻R 的变化规律(1)电源的输出功率P 出＝UI ＝RE 2（R ＋r ）2＝E 2（R －r ）2R ＋4r (外电路为纯电阻电路)．(2)P 输出－R 图象：以纵轴表示输出功率，以横轴表示外电阻，建立坐标系，则P 出随外电阻R 变化的图象如图所示．(3)几个结论①当R ＝r 时，电源的输出功率最大P m ＝E 24r.②当R ＜r 时，随R 的增大输出功率越来越大． ③当R ＞r 时，随R 的增大输出功率越来越小．④当P 输出＜P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1、R 2，且R 1·R 2＝r 2. 3．闭合电路上功率分配关系 P ＝P 输出＋P 内，即EI ＝UI ＋I 2r .闭合电路上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：EIt ＝UIt ＋I 2rt (普遍适用)；EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)． 4．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 ＝UE.(2)如果外电路为纯电阻电路，则η＝U E ＝IR I （R ＋r ）＝R R ＋r ＝11＋rR ，可见外电阻越大，电源效率越高．[范例] (12分)电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R 0＝3 Ω.(1)当R 为何值时，R 0消耗的功率最大？最大值为多少？ (2)当R 为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？ [解析] (1)由题图乙知电源的电动势和内阻为： E ＝20 V ，r ＝20－52Ω＝7.5 Ω(4分)由题图甲分析知道，当R ＝0时，R 0消耗的功率最大，最大值为 P max ＝⎝⎛⎭⎫E R 0＋r 2R 0＝⎝⎛⎭⎫203＋7.52×3 W ＝10.9 W ．(4分)(2)当r ＝R ＋R 0，即R ＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，最大值为P ′max ＝⎝⎛⎭⎫ER 0＋R ＋r 2(R 0＋R )＝⎝⎛⎭⎫203＋4.5＋7.52×(3＋4.5) W ＝13.3 W ．(4分) [答案] (1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W如图所示，A 为电源的U －I 图线，B 为电阻R 的U －I 图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是( )A ．4 W ，13B ．2 W ，13C ．4 W ，23D ．2 W ，23解析：选C.从题图可知E ＝3 V ，图线A 和图线B 的交点是电源和电阻R 构成闭合电路的工作点，因此P 出＝UI ＝4 W ，P 总＝EI ＝6 W ．电源的效率η＝P 出P 总＝23., [学生用书P 60])[随堂达标]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 ．电路的外电阻增加时，路端电压减小解析：选D.根据闭合电路欧姆定律E ＝IR ＋Ir ，当外电路短路时，R ＝0，E ＝Ir ，U ＝0，A 、B 正确．当外电路断路时，I ＝0，Ir ＝0，E ＝U 外，C 正确．电路的外电阻增加时，路端电压应增大，D 错误．故选D.2．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，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∶3B ．3∶5C ．2∶3D ．3∶2解析：选D.S 断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E ＝3 V ，S 闭合时，U 外＝1.8 V ，所以U 内＝E －U 外＝1.2 V ．因U 外＝IR ，U 内＝Ir ，所以R ∶r ＝U 外∶U 内＝1.8∶1.2＝3∶2.3.(2015·广州高二调研)如图所示的电路中，电源的内阻r ≠0，R 1和R 2是两个定值电阻．当滑动变阻器R 的滑片向a 移动时，电路中的电流I 1、I 2的变化情况是( )A ．I 1不变B ．I 1变小C ．I 2变大D ．I 2变小解析：选BC.当滑动变阻器R 的滑片向a 移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，整个回路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知：干路电流I ＝ER 外＋r 变大，路端电压U＝E －Ir 变小，I 1变小，A 错误、B 正确；又I ＝I 1＋I 2，所以I 2变大，C 正确、D 错误．故选BC.4.平行板电容器C 与三个可变电阻R 1、R 2、R 3以及电源连成如图所示的电路．闭合开关S ，待电路稳定后，电容器C 两极板带有一定的电荷．要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是( )A ．只增大R 1，其他不变B ．只增大R 2，其他不变C ．只减小R 3，其他不变D ．只减小a 、b 两极板间的距离，其他不变解析：选BD.电容器两端电压等于电阻R 2两端的电压，只增大R 1时，电容器两端的电压减小，电容器所带电荷量减小，选项A 错误；只增大R 2时，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量增大，选项B 正确；只减小R 3时，电容器两端的电压不变，电容器所带电荷量不变，选项C 错误；只减小a 、b 两极板间的距离时，电容变大，电容器所带电荷量增大，选项D 正确．5．(选做题)如图所示，R 为电阻箱，V 为理想电压表，当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表的读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω时， 电压表的读数为U 2＝5 V.(1)求电源的电动势E 和内阻r ；(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P max 为多少？ 解析：(1)由闭合电路的欧姆定律得E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r ，联立以上两式并代入数据得 E ＝6 V ，r ＝1 Ω.(2)由电功率表达式P ＝E 2（R ＋r ）2R 变形得P＝E2（R－r）2R＋4r，当R＝r＝1 Ω时，P有最大值，P max＝E24r＝9 W.答案：(1)6 V 1 Ω(2)1 Ω9 W[课时作业]一、选择题1．关于电源的电动势，下列说法中不正确的是()A．电动势等于在电路中移送单位电荷时电源所提供的电能B．电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领的物理量C．电动势等于内电压和外电压之和D．电动势等于路端电压解析：选D.电动势在数值上等于非静电力移动1 C的正电荷时做的功，即等于1 C的正电荷获得的电能．只有电路断开时，电动势才等于路端电压，只有D错误．2.如图所示，为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则两电源的电动势和内阻的关系为()A．E1<E2r1>r2B．E1＝E2r1＝r2C．E1<E2r1<r2D．E1>E2r1<r2解析：选C.U－I图象的纵轴截距为电动势，E1<E2.斜率为内阻r，所以r1<r2，C正确．3.在如图所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是()A．A变大，V变大B．A变小，V变大C．A变大，V变小D．A变小，V变小解析：选B.当滑片P向右移动时，滑动变阻器的有效电阻变大，闭合电路的总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律I＝Er＋R0＋R可知，电路中的电流变小，电流表的读数变小，将R0看做电池内阻的一部分，电压表的读数为U＝E－I(R0＋r)，I减小，电压表读数变大，B正确．4.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 ．电路的总电阻变大解析：选A.当滑动触头由a 端向b 端滑动的过程中，接入电路中的电阻减小，使得总电阻减小，D 错；根据I ＝ER 总，可知总电流增加，根据闭合电路的欧姆定律有E ＝Ir ＋U 外，可知路端电压减小，A 对；流过电流表的电流为I ＝U 外R 3，可知电流表示数减小，B 错；根据P ＝I 2r ，可知内阻消耗的功率增大，C 错．5.在如图所示的电路中，电源的内阻不能忽略．已知定值电阻R 1＝10 Ω，R 2＝8 Ω.当单刀双掷开关S 置于位置1时，电压表读数为2 V ．则当S 置于位置2时，电压表读数的可能值为( )A ．2.2 VB ．1.9 VC ．1.6 VD ．1.3 V解析：选B.设电源的电动势为E 、内电阻为r ，S 接2时，电压表读数为U ，由闭合电路欧姆定律知，当接1时E ＝2＋210r ①接2时有E ＝U ＋U8r ②解①②得U ＝2＋0.2r 1＋0.125r ＝1.6＋0.41＋0.125r③电源的内阻未知，但0<r <∞，由③知，当r ＝0时，U ＝2 V ，当r ＝∞时，U ＝1.6 V ，故1.6 V<U <2 V ，B 正确．6.(多选)在如图所示的电路中，闭合S ，A 、B 、C 三只灯均正常发光，当可变电阻R ′的滑动触头上移时，对A 、B 、C 三只灯亮度的变化，下列叙述正确的是( )A ．A 灯变亮B ．B 灯变亮C ．C 灯变亮D ．三灯均变暗解析：选AC.滑动触头上移，R ′变大，则R 总变大，I 总＝ER 总减小，U 内＝I 总r 减小，U外＝E －U 内增大，A 灯变亮，A 正确；I 支＝I 总－I A ，I 支减小，B 灯与R 并联部分的电压减小，C 灯与R ′并联部分电压增大，故B 灯变暗，C 灯变亮，C 正确，B 、D 错误．7．(多选)如图所示的电路，L 是小灯泡，C 是极板水平放置的平行板电容器．有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则( )A ．L 变亮B ．L 变暗C ．油滴向上运动D ．油滴向下运动解析：选BD.滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入回路电阻变小，外电路的总电阻变小，回路电流变大，内电压变大，路端电压变小，L 变暗，电容器两端的电压变小，电场强度变小，带电油滴所受电场力变小，油滴向下运动，B 、D 正确．8．(多选)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U 1时，它们的外电阻相等B ．电流都是I 1时，两电源内电压相等C ．电路A 的电源电动势大于电路B 的电源电动势D ．A 中电源的内阻大于B 中电源的内阻解析：选ACD.在路端电压与总电流的关系图线(U －I )中，图线在U 轴上的截距表示电动势E ，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见E A >E B ，r A >r B .图中两直线的交点坐标为(I 1，U 1)，由R ＝UI 可知，路端电压都为U 1时，它们的外电阻相等．由U ′＝Ir 可知，电流都是I 1时，因r 不相等，故两电源内电压不相等．所以选项A 、C 、D 正确．9.在如图所示的电路中，闭合电键K 后，灯a 和灯b 都正常发光，后来由于某种故障使灯b 突然变亮，电压表读数增加，由此推断，该故障可能是( )A ．a 灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路D ．电容被击穿短路解析：选B.a 灯丝烧断，R a 变为无穷大，R 总增大，I 总减小，U 内减小，U 外增大，R 2与b 并联部分电压U b 减小，b 灯变暗，A 错误；R 2断路，同上分析知b 灯上的电压将变大，b 灯变亮，B 正确；R 2短路，b 灯两端电压为零，b 灯不亮，C 错误；电容器被击穿短路，R 总减小，I总增大，U外减小，D错误．☆10.如图所示，电源E＝3.2 V，电阻R＝30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W，当开关S接位置1时，电压表读数为3 V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L的发光情况是()A．正常发光B．很暗，甚至不亮C．不正常发光，仅比正常发光略暗一些D．小灯泡有可能被烧坏解析：选B.灯泡额定电流I L＝P LU L＝1.5 A，灯泡电阻R L＝U2LP L＝2 Ω，开关接1时，I＝U外R＝0.1 A，U内＝E－U外＝Ir，所以r＝2 Ω，开关接2时，电路中的电流I′＝ER L＋r＝0.8 A，U灯＝I′·R L＝1.6 V，1.6 V<3.0 V，故灯泡L很暗，甚至不亮，B正确．二、非选择题11.如图所示，电容器C1＝6 μF，C2＝3 μF，电阻R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，C、D为两端点，当开关S断开时，A、B两点间的电压U AB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U＝18 V)解析：在电路中电容器C1、C2的作用是断路，当开关S断开时，电路中无电流，B、C等电势，A、D等电势．因此U AB＝U AC＝U DC＝18 V当S断开时，电容器C1所带电荷量为Q1＝C1U AC＝6×10－6×18 C＝1.08×10－4C当S闭合时，电路导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压．由串联电路的电压分配关系得U AC′＝R1R1＋R2U＝66＋3×18 V＝12 V此时电容器C1所带电荷量为Q1′＝C1U AC′＝6×10－6×12 C＝0.72×10－4C电容器C1所带电荷量的变化量为ΔQ＝Q1′－Q1＝－3.6×10－5C，“－”号表示减少．答案：18 V减少了3.6×10－5C☆12.电路图如图甲所示，若电阻R阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．解析：(1)由题图乙所示U－I图线知：电源电动势E＝4 V，短路电流I短＝4 A，故内阻r＝EI短＝1 Ω.(2)由题图知：电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U＝3 V.(3)由题图知：R＝3 Ω，故P出＝I2R＝3 W.答案：(1)4 V 1 Ω(2)3 V(3)3 W。

闭合电路欧姆定律习题课（二）一、教学目标．知识内容：能够应用闭合电路的欧姆定律进行计算，学会分析变化电路的基本方法。

．通过对变化电路的分析，培养学生分析、判断、推理的能力。

二、教学重点、难点．重点：学会应用闭合电路的欧姆定律解决简单的电路问题。

．难点：极值电路的分析、判断。

三、教具投影仪和写好的幻灯片。

四、教学过程教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请一个同学说说它的主要内容。

学生：闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比，和内、外电路中的电阻之和成反比。

教师：好。

现在我们应用闭合电路的欧姆定律来分析几个具体问题。

板书：1．闭合电路的欧姆定律的适用条件例1．如图1所示电路，电动机的线圈电阻是1Ω，电动机工作时电压表的示数是12V，电池组的电动势是22V，内电阻是0.5Ω，电阻R上消耗的电功率是18W。

求：（1）电阻R的大小；（2）电动机输出的功率。

（投影）教师：同学们用两分钟的时间思考，然后请两个同学到黑板上来做这道题。

学生可能出现的错解是：解1：因为电动机的电压是12V，电动机线圈的电阻是1Ω，所以电路中的电流I=U／R线=12／1=1A，电阻R=P／I2=18／I2=18Ω。

解2：I=E／R总=22／（1＋R＋0.5）（1）电阻R上消耗的电功率是18W，P=18W=I2R （2）（1）、（2）式联立，解出I和R的值。

教师：以上两种错解主要表现为不能正确的理解欧姆定律，在含有电动机的非纯电阻电路中，乱套公式，不考虑公式的物理意义。

本题是非纯电阻电路，应从能量的分配和转化的角度去思考和解答。

在电路中，电源的作用是把其他形式的能量转化为电能，是电路中的总能量。

用电器在电路中的作用是把电能转化为其他形式的能，本题中，电阻R是把电能转化为内能，是纯电阻；电动机是把电能转化为机械能。

根据能量守恒定律，电源转化来的总电能=电源内部电阻消耗的能量+外电路用电器消耗的能量，即IE=I（U内＋U外）=I（U R＋r＋U动），所以，E=U R+r＋U动，U R＋r=22-12=10（V）又因为U R＋r=I（R＋r）=10V=I（R＋0.5）（1）2R（2）故R=4.5Ω，I=2A。