高三物理复习第八章电路第四节闭合电路欧姆定律中学教育中学学案_中学教育-中学学案.pdf

学习必备 欢迎下载 第八章 电路 第四讲 闭合电路欧姆定律 一本节高考考点及要求 1电源电动势和内电阻 II 2闭合电路欧姆定律 I 二基础回顾 一、电动势 电源定义：把其它能量转化为电能的装置。作用：给电路提供持续的电压。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。（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=U+U 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电动势成正比，跟电路中的总电阻成反比。表达式为：I=常常写成：E=IR+Ir 2路端电压：路端电压变化规律 如图所示电路。闭合电键，滑线变阻器阻值 R 逐渐减小，对应伏特表读数U 逐渐 ，U 的理论变化范围为 。原因是：电源存在 ，随着 R 变小，电流 ，因电源内阻损失的电压U ，外电路电电压 U 。变化流程为：RIUU 当 R 时，I=（断路时）、U=、U=RIUU 当 R=0 时，I=rE（电路中最大电流）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=rRE RrRE=2)(rRE R 讨论：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，Rr 时，R 增大输出功率 ，R=r 时输出功率 ，Rr 时，R 增大，输出功率 。U=I1R U内=I1r U r=0 I1 O E I o R P出 Pm r 学习必备 欢迎下载 三例题精讲 例 1 如图 2 所示，当滑动变阻器 R3的滑片 C向 B方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的影响不计）解：滑动变阻器 R3的滑片 C向 B方向移动时，外电路电阻增大，由rREI得总电流（I1）减小，电源内部降压U减小，由 U=E-U 得路端电压 U4增加，由 U1=I R1得电阻 R1电压 U1减小，由 U2=U4-U1得 AB间电压 U2增加，再由222RUI得 R2支路电流 I2增加，最后由 I3=I1-I2得滑动变阻器中电流I3减小。例 2 如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻 R1=10，R2=8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.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A 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。例 3在图示的电路中，若 R1=4，R3=6，电池内阻 r=0.6，则电源总功率为 40W，输出功率为 37.6W，求电源电动势和电阻 R2 解：根据题目给出条件可知：电源内电路发热功率 I2r=4037.6=2.4W 电路电流强度 I=2A 同电源总功率：I=40，得 =20V 即外电路总电阻：R=根据闭合电路欧姆定律=IR+Ir 即：20=2（2.4+R2）+2 0.6，解得 R2=7 例 4如图所示电路，电源的内阻 r=0.4，电阻 R1=R2=R3=4，开关 S合上时，电流表 A 的示数为 1.5A，电压表 V 的示数为 2V，求开关 S 断开后电压表 V 的示数。（电压表和电流表内阻的影响不计）解答：开关 S 闭合时等效电路如图：2 A R1 R2 1 A1 A2 A3 V2 V A B V1 R1 R2 R3 C 定律二基础回顾一电动势电源定义把其它能量转化为电能的装置作用给电路提供持续的电压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表示电动势由电源自身决定与外电路电动势成正比跟电路中的总电阻成反比表达式为常常写成路端电压路端电压变化规律如图所示电路闭合电键滑线变阻器阻值逐渐减小对应伏特表读数逐渐的理论变化范围为原因是电源存在随着变小电流因电源内阻失的电压外电路电路消耗功率电源输出功率内电路消耗功率一定是发热功率纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化关系总出内出讨论当时输出功率有极大值电源输出功率与外阻关系图象如图所示时增大输出功率时输出功率时增大输出功率出出学习必备 欢迎下载 U3I3R31 4=4（V）U4=U3-U2=4-2=2（V）I4=I1I2=1（A）E=U3（I3I4）r=4（11）0.4=4.8（V）S 断开时等效电路如图 四跟踪练习 1如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的 IU 图象，则下述说法正确的是（）A电动势 E1=E2，发生短路时的电流强度 I1I2 B电动势 E1=E2，内阻 r1r2 C电动势 E1=E2，内阻 r1r2 D当两个电源工作电流变化量相同时，电源2 的路端电压变化较大 2关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（）A 电流总是由高电势流向低电势 B 电源短路时，电路电流为无穷大，路端电压为零 C 外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零 D 外电路总电阻值增大时，路端电压也增大 3如图，A、B 两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端 P 向下滑动时（）A、通过电源的电流减小 B、电阻 R 中的电流减小 C、电灯 A 将变暗一些 D、电灯 B 将变暗一些 4如图电路中，电阻 R1=10，R2=8，电源内阻 r0 当 S 接 R1时，电压表示数为 2V，当 S 接 R2时，电压表示数可能为()A2.2V B1.9V C1.6V D1.3V 5、如图所示，直线 A 和 B 分别为电源 a、b 的路端电压和电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为 ra和 rb，若将一定值电阻 R0分别接到 a、b 两电源上，通过 R0的电流分别为 Ia、Ib，则（）A、ra=rb,Ia=Ib B、rarb,IaIb P B R A A B 0 R1 R2 R3 R4 R3 R1 R2 R4 定律二基础回顾一电动势电源定义把其它能量转化为电能的装置作用给电路提供持续的电压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表示电动势由电源自身决定与外电路电动势成正比跟电路中的总电阻成反比表达式为常常写成路端电压路端电压变化规律如图所示电路闭合电键滑线变阻器阻值逐渐减小对应伏特表读数逐渐的理论变化范围为原因是电源存在随着变小电流因电源内阻失的电压外电路电路消耗功率电源输出功率内电路消耗功率一定是发热功率纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化关系总出内出讨论当时输出功率有极大值电源输出功率与外阻关系图象如图所示时增大输出功率时输出功率时增大输出功率出出学习必备 欢迎下载 C、rarb,Ia=Ib D、rarb,IaIb 6.如图所示，电池组的电动势为 ，内电阻为 r，R0为定值电阻，R 为变阻器，已知 R0r.为使 R0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到().(A)R0(B)R0r (C)R0r (D)0 7.如图所示，直线 OAC 为某一直流电源的总功率 P 随总电流 I 变化的图线，抛物线 OBC 为同一电源内部消耗的功率 Pr随总电流 I 变化的图线，则当通过电源的电流为 1A 时，该电源的输出功率为()(A)1W (B)3W (C)2W (D)2.5W 8、如图所示的电路中，电源电动势为 12V，内电阻为 1，R1=1，R2=6，电动机线圈电阻为 0.5，若开关闭合后通过电源的电流为 3A，则 R1上消耗的电功率为_W，电动机消耗电功率为_W 9如图所示，E=10V，R1=4W，R2=6W，C=30F，电池内阻可忽略。（1）闭合开关 K，求稳定后通过 R1的电流；（2）然后将开关 K 断开，求这以后流过 R1的总电量。10如图所示的电路中，R1=3.5,R2=6,R3=3，电压表为理想电表，当开关 S 断开时，电压表示数为 5.7V；当开关 S 闭合时，电压表示数为 3.5V，求电源的电动势和内电阻 11如图所示，电阻 R34 ，电表为理想表开始时 R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为 2 V，电流表示数为 0.75 A后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2 V，电流表示数变为 0.8 A（1）哪个电阻断路？（2）求电阻 R1、R2的阻值各为多少？（3）电源电动势和内阻各为多少？R1 R2 R3 R1 R2 r 定律二基础回顾一电动势电源定义把其它能量转化为电能的装置作用给电路提供持续的电压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表示电动势由电源自身决定与外电路电动势成正比跟电路中的总电阻成反比表达式为常常写成路端电压路端电压变化规律如图所示电路闭合电键滑线变阻器阻值逐渐减小对应伏特表读数逐渐的理论变化范围为原因是电源存在随着变小电流因电源内阻失的电压外电路电路消耗功率电源输出功率内电路消耗功率一定是发热功率纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化关系总出内出讨论当时输出功率有极大值电源输出功率与外阻关系图象如图所示时增大输出功率时输出功率时增大输出功率出出学习必备 欢迎下载 12如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R35 ，电源的内电阻r1 ，当电键 S 闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为 16 W，电源的输出功率为 12 W此时电灯R1正常发光，求：（1）电灯阻值 R1是多少?（设 R1阻值恒不变）（2）当电键 S 断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少 13.如图所示为一由双刀双掷电键 S、两节干电池(每节干电池的电动势 =1.5V，内阻 r=1)和一个小灯泡(额定电压为 2.5V，额定电流为 0.15A)组成的电路，那么:(1)当触刀掷向 a、b 时(a 和 e、d 接通，b 和 f、c 接通)，两个电池是怎样连接的?小灯泡消耗的功率是多少?(2)当触刀掷向 c、d 时，两个电池是怎样连接的?小灯泡消耗的功率是多少?14.某电炉在额定电压下的电功率为 P0=400W，电源在不接负载时的路端电压与电炉的额定电压相同.当把电炉接到该电源时，电炉实际消耗的功率为 P1=324W.若将两个这样的电炉并联接入该电源，那么两个电炉实际消耗的总功率 P2为多少?15直流发电机 =250 V，r=3 ，两条输电线电阻 R1=R2=1 ，并联的电热器组中装有 50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为 200 V，额定功率为 1 000 W，其它电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化，求：（1）接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？（2）接通几只电热器时，发电机的输出功率最大？（3）接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？（4）接通几只电热器时，电阻 R1和 R2上消耗的功率最大？（5）接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中的电流最大？五参考答案 89、6 9（1）1.0A （2）Q=1.2 104C 106V、0.5 11（1）R1；（2）8 ；4；（3）4 V；1 12（1）2.5 ；（2）13(1)并联，0.13W(2)串联，0.43W 14 535.3W 15（1）2 只（2）40 只（3）8 只（4）50 只（5）1 只 1 2 3 4 5 6 7 ACD D CD B B D C 定律二基础回顾一电动势电源定义把其它能量转化为电能的装置作用给电路提供持续的电压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表示电动势由电源自身决定与外电路电动势成正比跟电路中的总电阻成反比表达式为常常写成路端电压路端电压变化规律如图所示电路闭合电键滑线变阻器阻值逐渐减小对应伏特表读数逐渐的理论变化范围为原因是电源存在随着变小电流因电源内阻失的电压外电路电路消耗功率电源输出功率内电路消耗功率一定是发热功率纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化关系总出内出讨论当时输出功率有极大值电源输出功率与外阻关系图象如图所示时增大输出功率时输出功率时增大输出功率出出学习必备 欢迎下载 本卷由100 测评网整理上传，专注于中小学生学业检测、练习与提升.定律二基础回顾一电动势电源定义把其它能量转化为电能的装置作用给电路提供持续的电压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表示电动势由电源自身决定与外电路电动势成正比跟电路中的总电阻成反比表达式为常常写成路端电压路端电压变化规律如图所示电路闭合电键滑线变阻器阻值逐渐减小对应伏特表读数逐渐的理论变化范围为原因是电源存在随着变小电流因电源内阻失的电压外电路电路消耗功率电源输出功率内电路消耗功率一定是发热功率纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化关系总出内出讨论当时输出功率有极大值电源输出功率与外阻关系图象如图所示时增大输出功率时输出功率时增大输出功率出出