73電動勢閉合電路歐姆定律

1、§7.3 電動勢 閉合電路歐姆定律【考點透視】內(nèi)容要求說明1. 電動勢 2. 閉合電路歐姆定律 【知識網(wǎng)絡(luò)】1電動勢(1)電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置；(2)電源電動勢是表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量；(3) 電源電動勢數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功即有：E=W/q2閉合電路歐姆定律(1) 內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比這個結(jié)論通常叫做閉合電路的歐姆定律(2) 閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式：或EU+Ir，(3) 適用范圍: 純電阻電路3閉合電路中的電壓關(guān)系(1) 電

2、源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和；注意:U不一定等于IR （純電阻電路中U=IR，非純電阻電路中UIR）（2）路端電壓與電流的關(guān)系閉合電路歐姆定律可變形為UEIr，E和r可認(rèn)為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖線，如圖所示。依據(jù)公式或圖線可知：路端電壓隨總電流的增大而減小。電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢E在圖象中，UI圖象在縱軸上的截距表示電源的電動勢。路端電壓為零時（即外電路短路時），的電流Im（短路電流）圖線斜率絕對值在數(shù)值上等于內(nèi)電阻。（3）純電阻電路中，路端電壓U隨外電阻R變化關(guān)系RUOE由歐姆定律可知： 由此可以作出電源的路端電壓U與外電阻R的關(guān)系

3、圖線，如圖所示，U與R為非線性關(guān)系依據(jù)公式或圖線可知：（1）外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；（2）外電路斷開時，R，路端電壓UE；（3）外電路短路時，R0，U0，IIm =E/r4閉合電路中的功率關(guān)系(1)電源總功率、電源的輸出功率、電源內(nèi)消耗功率及關(guān)系電源提供的總功率: P=IE電源內(nèi)耗功率: P內(nèi)=IU P內(nèi)=I2r電源輸出功率: P出=UI P出=I2R(純電阻)三者關(guān)系: P=P內(nèi)+P出(2) 電源提供的功率等于電源內(nèi)部消耗的功率和各用電器消耗功率之和(能量守恒)(3)電源輸出功率電源輸出功率與外阻關(guān)系(純電阻)(a) 數(shù)學(xué)關(guān)系式外電阻改變，恰有Rr時，輸出功率最大，P=E2

4、/（4r）R越接近電源的內(nèi)阻r,輸出功率越大.(b) P-R圖像電源輸出功率與電流的關(guān)系P=IE-I2r當(dāng)I=E/2r時，P最大(適用于一切電路)【典型例題】例如圖所示電路中，R14 W，R26 W，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)電鍵S1閉合時，電流表A的示數(shù)為3 A，則當(dāng)S1斷開時，電流表示數(shù)可能為A3.2 A B2.1 AC1.2 A D0.8 A 某同學(xué)認(rèn)為當(dāng)S1斷開后，電路總電阻變大，電路總電流變小，因此，B、C、D三種情況都是可能的。你同意該同學(xué)的判斷嗎？若同意，請簡述你的理由；若不同意，請說明理由并推導(dǎo)出你認(rèn)為正確的結(jié)果。例在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P 向下滑動時，

5、四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用I、U1、U2和U3表示下列比值正確的是AU1/I不變，U1/ I不變BU2/I變大，U2/ I變大CU2/I變大，U2/ I不變DU3/I變大，U3/ I不變例如圖所示，電阻R34 ，電表為理想表。開始時R1、R2、R3中都有電流通過，電壓表示數(shù)為2 V，電流表示數(shù)為0.75 A后來三個電阻中有一個發(fā)生斷路，使電壓表示數(shù)變?yōu)?.2 V，電流表示數(shù)變?yōu)?.8 A。（1）哪個電阻斷路？（2）求電阻R1、R2的阻值各為多少？（3）電源電動勢和內(nèi)阻各為多少？E rR2R1例已知如圖，E =6V，r =4

6、，R1=2，R2的變化范圍是010求：（1）電源的最大輸出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率?！咀晕覚z測】1鉛蓄電池的電動勢為2V，這表明 A電路每通過1C電量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B電路每通過1C電量，電源把2J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C電源每1s時間，把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比干電池小2在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E ，內(nèi)電阻為r，L1、L2是兩個小燈泡。閉合S后，兩燈均能發(fā)光。當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時E,rSL1L2RAL1變暗，L2變暗BL1變暗，L2變亮CL1變亮，L2變暗DL1變亮，L2變亮3高溫超導(dǎo)限流器由

7、超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖。超導(dǎo)部件有一個超導(dǎo)臨界電流Ic，當(dāng)通過限流器的電流I Ic時，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)（電阻為零）轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)（一個純電阻）。以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流，已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1 = 3，超導(dǎo)臨界電流Ic = 1.2A，限流電阻R2 = 6，小燈泡L上標(biāo)有“6V，6W”的字樣，電源電動勢E=8V，內(nèi)阻r =2，原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則A短路前通過R1的電流為2/3A B短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)C短路后通過R1的電流為4/3AD短路后通過R1的電流為2A如圖所示，R3=0.5，S斷開時，兩表讀數(shù)分別為0.4A和2.4V, S

8、閉合時，它們的讀數(shù)分別變化了0.3A和0.3V，電壓表、電流表均視為理想電表。求： R1、R2的阻值SVA R1R2R3 電源的電動勢和內(nèi)阻如圖所示，電源的電動勢為50V，電源內(nèi)阻為1.0，定值電阻R=14，M為直流電動機(jī)，電樞電阻R=2.0，電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，電壓表讀數(shù)為35V，求在100s時間內(nèi)電源做的功和電動機(jī)上轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分是多少？【課后練習(xí)】§10.3 電動勢 閉合電路歐姆定律1關(guān)于電源電動勢，下列說法中正確的是A電動勢與電壓的單位相同，它們是同一概念B電動勢就等于電源正、負(fù)極間的電壓C電動勢是表示電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量 D電動勢的大小不僅與電源有關(guān)

9、，還與外電路的組成有關(guān)2如圖所示，電源電動勢E=3.2V，電阻R1=30，R2=15，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W。當(dāng)開關(guān)S接位置1時，電流表的讀數(shù)為0.1A,那么當(dāng)開關(guān)S接到位置2時小燈泡L的發(fā)光情況是 A正常工作 B比正常發(fā)光略亮 C不能正常發(fā)光 D有可能被燒壞3如圖所示的電路中，閉合電鍵S后，燈L1和L2都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷，這故障可能是AL1燈燈絲燒斷 B電阻R2斷路C電阻R2短路D電容器被擊穿短路4在圖示的電路中，當(dāng)用電壓表測量電阻R1兩端的電壓時，測得電壓值與電源兩端的電壓相同，則電路中可能發(fā)生的故障是AR1斷路

10、B R2短路CR1短路 DR1、R2同時斷路5如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1，R1=4，R2=2，電容C=40F，可變電阻器的阻值由15變?yōu)?的過程中 A流過R2的電流方向是由b到aB電容器充電C電容器的上極板一直帶負(fù)電D電容器極板的帶電量減小6如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P隨總電流I的變化圖線；拋物線O為同一電源內(nèi)部消耗的功率Pr隨總電流I變化的圖線，則當(dāng)通過電源的電流為1A時，該電源的輸出功率為A1W B3WC2W D2.5W7調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大U，在這個過程中A.通過R1的電流增加，增加量一定等于U/R1B.R2兩端的

11、電壓減小，減少量一定等于UC.通過R2的電流減小，但減少量一定小于U/R2D.路端電壓增加，增加量一定等于U8如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略已知定值電阻R1=10，R2=8當(dāng)電鍵S接位置1時，電流表的示數(shù)為0.20A那么當(dāng)電鍵S接位置2時，電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值A(chǔ)0.28A B0.25AC0.22A D0.19A9圖示的電路中，A、B兩端電壓恒定，電流表內(nèi)阻可忽略不計，定值電阻與滑動變阻器的全部電阻相等，均為R，當(dāng)滑動鍵P從變阻器的上端C一直移到下端D的過程中，電流表示數(shù)情況應(yīng)是 A先減小后增大B先增大后減小 C恒定不變D始終增大10. 如圖所示，每個電池的電動勢都為2V，內(nèi)阻為025，R2

12、 阻值為18，電流表A1的示數(shù)為05A, 電流表A2的示數(shù)為03A，電壓表示數(shù)為3V，求 R1、R3、R4的阻值 電池組的輸出功率11如圖所示，直流電動機(jī)和電爐并聯(lián)后接在直流電源上，已知電源的內(nèi)阻 電爐的電阻 ，電動機(jī)繞組的電阻 ，當(dāng)開并斷開時，電爐的功率是475W，當(dāng)開關(guān)S閉合時電爐的功率是402.04W求：（1）直流電路的電動勢E；（2）開關(guān)S閉合時，電動機(jī)的機(jī)械功率多大？12如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm電源電動勢E=24V,內(nèi)電阻r=1 ，電阻R=15 閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間

13、若小球帶電量為q=1×10-2 C,質(zhì)量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達(dá)A板?此時，電源的輸出功率是多大？(取g=10 m/s2)§10.3 電動勢 閉合電路歐姆定律參考答案【典型例題】例設(shè)電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則（1）當(dāng)r=0時，I2=1.2A（2） 當(dāng)r時，I2=3A由于電源的內(nèi)阻不能不計，所以1.2A<I2<3A，所以答案應(yīng)該選B例ACD例（1）由于電流表A、電壓表V的示數(shù)都不為零，所以斷路的電阻為R1（2）R1斷后，電壓表V示數(shù)即為R2兩端電壓所以 R2U/2/I/24 R1斷路

14、前R2兩端電壓U2I2R20.75×4 3 VR3兩端電壓U3U2U1321 V由串聯(lián)電阻的分壓特點R1/R3=U1/U3所以 R18 通過R1、R3的電流 I1U1/R10.25 A（3）R1斷路前EU2（I1I2）r0.75×4（0.750.25）rR1斷路后EU2I2r3.20.8r聯(lián)立以上兩式得E4 V，r1 例R2=2時，外電阻等于內(nèi)電阻，電源輸出功率最大為2.25W；R1是定植電阻，電流越大功率越大，所以R2=0時R1上消耗的功率最大為2W；把R1也看成電源的一部分，等效電源的內(nèi)阻為6，所以，當(dāng)R2=6時，R2上消耗的功率最大為1.5W【自我檢測】1A B. B

15、C（1） （2）V 內(nèi)阻和電阻R上的電壓為 由歐姆定律得電路電流為 在100s內(nèi)電源做的功 在100s內(nèi)電動機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分有【課后練習(xí)】1.C2C3B4AB5. D6.C（結(jié)合圖象，由得E=3V，由得；當(dāng)電流為1A時，路端電壓為2V，則P=IU=2W）7AC8C(電鍵接2后，電路的總電阻減小，總電流一定增大，所以不可能是0.19A電源的路端電壓一定減小，原來路端電壓為2V，所以電鍵接2后路端電壓低于2V，因此電流一定小于0.25A所以只能選C)9A1012 10 2；2.88 W11S斷開時，電爐的功率P=I2R1=代入已知數(shù)據(jù)P、R1、r解出 VS閉合時，有電動機(jī)的支路較復(fù)雜，且不能求歐姆定律求解，故先分析電爐所在支路設(shè)該支路的電流強(qiáng)度 ，電爐的功率 代入 數(shù)值求出 A  兩端電壓也就是端電壓 V，設(shè)干路電流I，由閉合電路歐