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文檔簡介

1、 7.閉合電路的歐姆定律 一、閉合電路的歐姆定律 1內(nèi)、外電路 (1)概念:內(nèi)電路是電源內(nèi)部電路,外電路是電源外部電路 (2)特點(diǎn):外電路中電流由電源 流向 ,沿電流方向電勢(shì) ,內(nèi)電路中電流由電源 流向 ,沿電流方向電勢(shì) 2閉合電路的能量轉(zhuǎn)化 非靜電力做功等于內(nèi)、外電路電能轉(zhuǎn)化為其他方式能的總和,即:EIt.正極正極負(fù)極負(fù)極降低降低負(fù)極負(fù)極正極正極升高升高I2RtI2rt 3閉合電路的歐姆定律 (1)內(nèi)容:閉合電路里的電流,跟電源的電動(dòng)勢(shì)成 ,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成 (2)公式:I 或E. 或E (3)適用條件:、適于外電路為電路,適于一切電路正比正比反比反比IRIrU外外U 內(nèi)內(nèi)純電阻純電

2、阻 二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 1路端電壓與電流的關(guān)系 (1)公式:U. (2)圖象(UI圖象):如以下圖所示是一條傾斜的 ,該直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示, 斜 率 的 絕 對(duì) 值 表 示 電 源 的 EIr直線直線電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻內(nèi)阻 2路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律 (1)外電阻R增大時(shí),電流I ,外電壓U,當(dāng)R增大到無限大(斷路)時(shí),I ,U . (2)外電阻R減小時(shí),電流I ,路端電壓U ,當(dāng)R減小到零時(shí),I ,U .減小減小增大增大0E增大增大減小減小0 1對(duì)閉合電路歐姆定律的了解 (1)推導(dǎo):設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電路電阻為r,外電路電阻為R,閉合電路的電流為I.在時(shí)間t內(nèi): (2)關(guān)于

3、電動(dòng)勢(shì)E的幾個(gè)關(guān)系式 EU內(nèi)U外,適用于一切的閉合電路 EI(Rr),由閉合電路的歐姆定律得到,它僅適用于外電路為純電阻的電路 UEIr,適用于一切的閉合電路,常用來判別路端電壓的變化和丈量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻如以下圖所示中電阻R1、R2、R3的阻值相等,電池的內(nèi)阻不計(jì)開關(guān)S接通后流過R2的電流是S接通前的()答案:答案:B 2路端電壓的變化 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻由電源本身決議,不隨外電路電阻的變化而變化,而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而變化的 (2)由UEIr知,路端電壓隨干路電流的增大而減小,如圖乙所示假設(shè)r0,即電源無內(nèi)阻,那么無論R、I怎樣變化,UE,闡明路端電壓變化的根本緣由在于

4、電源有內(nèi)阻,內(nèi)阻上由于電流流過產(chǎn)生電勢(shì)差(從負(fù)極到正極,測(cè)內(nèi)電壓的電壓表正極必需與電池負(fù)極相連)以下關(guān)于閉合電路的說法中,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是() A電源短路時(shí),電源的內(nèi)電壓等于電動(dòng)勢(shì) B電源短路時(shí),路端電壓為零 C電源斷路時(shí),路端電壓最大 D電源的負(fù)載添加時(shí),路端電壓也增大 解析:電源短路時(shí),外電阻為零,路端電壓為零,由EU內(nèi)U外,故U內(nèi)E,A、B正確;電源斷路時(shí),R外,I0,由UEIr,故U最大等于E,C正確;負(fù)載添加,并聯(lián)在電源上的用電器個(gè)數(shù)添加,外電阻減小,路端電壓減小,故D錯(cuò) 答案:D 3閉合電路中的幾種功率和電源的效率 (1)電源向整個(gè)電路提供的總電功率P總EI,隨電流變化而變化 (2)電

5、源內(nèi)部的發(fā)熱功率P內(nèi)I2r. (3)電源的輸出功率即外電路耗費(fèi)的電功率: P外P出IU外P總P內(nèi)IEI2r. 以上三式普遍適用 如此式可以看出當(dāng)Rr時(shí),電源的輸出功率最大,P出與R的關(guān)系如右圖所示當(dāng)外電路的電阻分別為8 和2 時(shí),單位時(shí)間內(nèi)在外電路上產(chǎn)生的熱量正好相等,那么該電源的內(nèi)電阻是() A1 B2 C4 D6 答案:C 4部分電路歐姆定律的UI圖象與閉合電路歐姆定律的UI圖象比較部分電路歐姆定律閉合電路歐姆定律UI圖象研討對(duì)象對(duì)某一固定電阻而言,兩端電壓與經(jīng)過電流成正比關(guān)系對(duì)電源進(jìn)展研討,電源的外電壓隨電流的變化關(guān)系如以下圖所示,I是電源的路端電壓隨電流變化的圖線,是某電阻的伏安特性曲

6、線,當(dāng)該電源向該電阻供電時(shí),電阻上耗費(fèi)的功率和電源的效率分別為() A4 W和33% B2 W和67% C2 W和33% D4 W和67%答案:答案:D 2用電壓表直接去丈量電源兩極的電壓,這個(gè)電壓是不是電源的電動(dòng)勢(shì)? 3電動(dòng)勢(shì)和電壓有何不同? 提示:電壓電動(dòng)勢(shì)意義電壓表示靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他方式能的身手電動(dòng)勢(shì)表示非靜電力做功將其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能的身手決議要素電壓是由電源、導(dǎo)體電阻、外電路的銜接方式共同決議電動(dòng)勢(shì)只由電源本身決議,與外電路無關(guān) 4在UI圖象中,電源的內(nèi)阻等于圖象斜率的大小圖象的斜率能否等于圖象傾角的正切值?為什么? 教材資料分析 說一說 一些同窗能夠有這樣的閱歷:傍晚

7、用電多的時(shí)候,燈光發(fā)暗,而 點(diǎn)撥:家庭電路的用電器都是并聯(lián)的,當(dāng)傍晚用電多的時(shí)候或插上電爐、電暖氣等用電多的電器時(shí),負(fù)載增多、外電阻R減小,整個(gè)電路的總電阻減小,干路中電流添加,輸電線路上的電壓添加,運(yùn)用電器兩端的電壓變小,燈光變暗 思索與討論 設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E3 V,內(nèi)阻r2 ,請(qǐng)根據(jù) 點(diǎn)撥:(1)外電路斷開的形狀對(duì)應(yīng)圖中的A點(diǎn),此時(shí)電路中電流為零,路端電壓到達(dá)最大值,內(nèi)電壓為零,路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)3 V. (2)電動(dòng)勢(shì)E的大小等于縱軸截距,故電動(dòng)勢(shì)越大,圖象與縱軸的交點(diǎn)縱坐標(biāo)越大 (3)電源短路時(shí),路端電壓等于零,干路中電流最大,對(duì)應(yīng)于坐標(biāo)系中的B點(diǎn),此時(shí)電流的大小等于橫軸截距1.5

8、 A.如右圖所示的電路中,當(dāng)S閉合時(shí),電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A;當(dāng)S斷開時(shí),它們的示數(shù)各改動(dòng)0.1 V和0.1 A,求電源的電動(dòng)勢(shì)及電阻 解析:當(dāng)S閉合時(shí),由閉合電路歐姆定律得:U1EI1r, 即E1.60.4r 當(dāng)S斷開時(shí),由閉合電路歐姆定律得: U2EI2r,即E(1.60.1)(0.40.1)r 由得:E2 V,r1 . 答案:2 V1 【反思總結(jié)】解此類題時(shí),一定要先弄清電路的銜接方式,以及電流表、電壓表所測(cè)電流、電壓的范圍;了解電壓表和電流表均為理想電表的含義 【跟蹤發(fā)散】11:如以下圖所示的電路中,R1R2R31 ,電壓表內(nèi)阻很大,當(dāng)S斷開時(shí),

9、電壓表示數(shù)為0.8 V,當(dāng)S閉合時(shí),電壓表示數(shù)為1 V,求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻 答案:2 V0.5 如以下圖所示電路中,當(dāng)變阻器R3的滑片P向b端挪動(dòng)時(shí)() A電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 B電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小答案:答案:B (2)在閉合電路中,任何一個(gè)電阻增大(或減小),那么總電阻將增大(或減小),任何一個(gè)電阻增大(或減小),該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大(或減小),經(jīng)過該電阻的電流那么會(huì)減小(或增大) 【跟蹤發(fā)散】21:如右圖所示是一實(shí)驗(yàn)電路圖在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中,以下表述正確的選項(xiàng)是() A路端電壓變小

10、 B電流表的示數(shù)變大 C電源內(nèi)阻耗費(fèi)的功率變小 D電路的總電阻變大 解析:由a到b,R1值減小,因此總電阻變小,D錯(cuò);總電流增大,由UEIr,E、r不變,路端電壓減小,所以A正確;再結(jié)合歐姆定律知電流表的示數(shù)變小,B錯(cuò);由P內(nèi)I2r知電源內(nèi)阻耗費(fèi)的功率變大,C錯(cuò)應(yīng)選A. 答案:A如右圖所示的電路中,E3 V,r0.5 ,R01.5 ,電阻箱的最大阻值Rm10 . (1)當(dāng)電阻箱的阻值R_ 時(shí),它耗費(fèi)的功率最大,為_ W. (2)當(dāng)電阻箱的阻值R_ 時(shí),電阻R0耗費(fèi)的功率最大,為_ W. 答案:(1)21.125(2)03.375 【跟蹤發(fā)散】31:如以下圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為30 V,內(nèi)電阻為

11、1 ,一個(gè)“6 V,12 W的電燈與一個(gè)繞線電阻為2 的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)知電路中的電燈正常發(fā)光,那么電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為() A36 WB44 W C48 W D60 W答案:答案:A 如下圖,E10 V,r1 ,R1R35 ,R24 ,C100 F.當(dāng)S斷開時(shí),電容器中帶電粒子恰益處于靜止形狀,求: (1)S閉合后,帶電粒子加速度的大小和方向; (2)S閉合后流過R3的總電荷量 (2)S閉合后,流過R3的總電荷量等于電容器上電荷的添加量,所以QC(UCUC)4104 C. 答案:(1)g方向豎直向上(2)4104 C 【反思總結(jié)】分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí),需留意以下三點(diǎn): (1)在直流電

12、路中,電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大的元件,一旦電路到達(dá)穩(wěn)定形狀,在電容器處電路看成是斷路 (2)電路穩(wěn)定后,由于電容器所在支路無電流經(jīng)過,所以在此支路中的電阻上無電壓降低,因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓 (3)當(dāng)電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時(shí),電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等 【跟蹤發(fā)散】41:如以下圖所示,知C6F,R15 ,R26 ,E6 V,r1 ,開關(guān)S原來處于斷開形狀,以下說法中正確的選項(xiàng)是() A開關(guān)S閉合瞬間,電流表的讀數(shù)為0.5 A B開關(guān)S閉合瞬間,電壓表的讀數(shù)為5.5 V C開關(guān)S閉合經(jīng)過一段時(shí)間,再將開關(guān)S迅速斷開,那么經(jīng)過R2的電荷量

13、為1.8105 C D以上說法都不對(duì)答案:答案:C 1關(guān)于電動(dòng)勢(shì),以下說法中正確的選項(xiàng)是() A電源電動(dòng)勢(shì)等于電源正、負(fù)極之間的電勢(shì)差 B用電壓表直接丈量電源兩極得到的電壓數(shù)值,實(shí)踐上總略小于電源電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值 C電源電動(dòng)勢(shì)總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和,所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān) D在閉合電路中,當(dāng)外電阻變大時(shí),路端電壓增大,電源的電動(dòng)勢(shì)也增大 解析:電動(dòng)勢(shì)是電源本身的屬性,是由電源本身決議的,與外電路的組成及變化無關(guān),故C、D錯(cuò)誤由閉合電路的歐姆定律得EUIr.用電壓表直接丈量電源兩極時(shí),雖然電壓表的電阻很大,但電路中也有電流,內(nèi)電路中也有電壓降落,電壓表直接丈量電源兩極得到的電壓數(shù)值應(yīng)

14、略小于電動(dòng)勢(shì),B正確,A錯(cuò)誤 答案:B 2.如右圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,假設(shè)變阻器的滑片向b端滑動(dòng),那么() A電燈L更亮,電流表的示數(shù)減小 B定值電阻R2耗費(fèi)的功率增大 C電燈L變暗,電源的總功率減小 D電燈L變暗,電流表的示數(shù)增大答案:答案:A 3.如右圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,在平行板電容器C中恰好有一帶電粒子處于懸空靜止形狀,當(dāng)變阻器R0的滑動(dòng)端向左挪動(dòng)時(shí),帶電粒子將() A向上運(yùn)動(dòng) B向下運(yùn)動(dòng) C靜止不動(dòng) D不能確定運(yùn)動(dòng)形狀的變化 解析:當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左挪動(dòng)時(shí)R0變大,那么總電流變小,R兩端的電壓變小,電容器中的場(chǎng)強(qiáng)變小,粒子遭到的電場(chǎng)力減小,重力大于電場(chǎng)力,所以粒子將向下運(yùn)動(dòng),故B正確 答案:B 4(2021新課標(biāo)全國卷)電源的效率定義為外電路電阻耗費(fèi)的功率與電源的總功率之比在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如下圖,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點(diǎn),相應(yīng)形狀下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b的值分別為()答案:答案:D 5如以下圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)是6 V,內(nèi)電阻是0.5 ,小電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5 ,限流電阻R0為3 .假設(shè)理想電壓

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