C034.閉合電路歐姆定律

1、閉合電路歐姆定律季 軍2007年7月1一、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容 討論二、閉合電路的U-I 圖象三、電源的功率和效率06年12月廣州市X科統(tǒng)考卷5 07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測三11 07年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)606年12月廣州市X科統(tǒng)考卷15 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研16 07屆廣東惠州市第二次調(diào)研考試14江蘇省如東高級中學(xué)07年2月期末試卷1007屆南京市第一次調(diào)研測試15 2007年重慶卷1507屆12月江蘇省丹陽中學(xué)試卷14 2007年上海卷1607年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模10 南京市07屆二模試卷15閉合電路歐姆定律2一、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容E rRI 閉合電路中的電流跟電

2、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 閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：E=U外+U內(nèi) （I、R間關(guān)系） U=E-Ir （U、I 間關(guān)系） （U、R間關(guān)系）3（3）討論：U=E-Ir從上式可以看出: (E、r 是常量，R、I、U是變量)a.當(dāng)外電阻R減小時，可知I增大，內(nèi)電壓UIr 增大, 路端電壓U減小b.當(dāng)外電路短路時，R趨近于零，I趨近于E/r， 路端電壓U趨近于零電源的內(nèi)阻一般都很小， 所以短路時電流很大為Im=E/r.c.當(dāng)外電阻R增大時，則I 減小，內(nèi)電壓UIr減小， 路端電壓U增大當(dāng)外電路斷開時，R變?yōu)闊o限大， I 變?yōu)榱?，Ir 也變?yōu)榱?/p>

3、，U=E 這就是說，開路時的路端電壓等于電源的電動勢. 而這時用電壓表去測量時，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動勢（還有微弱電流通過電源）。 4二、閉合電路的U-I 圖象 右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I 圖象； a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大??；a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動勢；b的斜率的絕對值表示外電阻的大小;兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率；uO I Im iEU M（I，U）b aN 當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時)圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）。5

4、三、 電源的功率和效率電功率：電源的輸出功率P出=UI電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I 2r電源的總功率 PE=EI電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，O RP出Pmr而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大為電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路）606年12月廣州市X科統(tǒng)考卷5 5如圖5所示的是甲、乙、丙三個電源的UI圖線，甲和丙兩圖線平行，下列判斷正確的是 ( )A甲電源的電動勢比乙大B乙電源的電動勢和內(nèi)阻都比丙電源大C甲和丙電源的內(nèi)阻相等D甲電源內(nèi)阻最大，丙電源內(nèi)阻最小 0IU甲丙乙圖5B C707年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測三11 11.如圖所示電路，R1為變阻器，

5、R2為定值電阻，r為電源內(nèi)阻，且rR2。若R1上的電功率為P1，R2上的電功率為P2。以下敘述中正確的是 （ ）(A) 要使P1與P2的和最大，必須使R1=rR2。(B) 要使P1最大，必須使R1= R2+ r。 (C) 要使P2最大，必須使R2= R1+ r。 (D)（P1+ P2）的最大值，由和r決定。 rR1R2A B D807年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)6 6如圖所示電路，電源電動勢E為6V，內(nèi)阻r為2, 電阻R為8，電動機(jī)M線圈電阻RM為2。當(dāng)開關(guān)S閉合時，電阻R消耗的電功率為2W，則電動機(jī)輸出的機(jī)械功率是 （ ） A0.5W B1.5W C2W D3.56WME rSRB解：IR

6、2 =P/R=1/4 IR =0.5AUR = IR R = 4VUr= E- UR =2V I總 = Ur /r 1AIM = I總 - IR =0.5APM= IM UR = 2WPMr = IM2 RM = 0.5W P機(jī)= PM - PMr =1.5W 電動機(jī)消耗的總功率電動機(jī)線圈的熱功率電動機(jī)輸出的機(jī)械功率906年12月廣州市X科統(tǒng)考卷15 15.（13分）如圖15所示，電源的電動勢E7.5V，內(nèi)阻r1.0 ，定值電阻R212 ，電動機(jī)M的線圈的電阻R0.50 閉合開關(guān)S，電動機(jī)轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后，電壓表的示數(shù)U14 V，電阻R2消耗的電功率P23.0 W求電動機(jī)轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后：（1）電路的路端

7、電壓.（2）通過電動機(jī)的電流MVR1E rS R210解答：（1）路端電壓等于R2兩端的電壓， （2）電源的電動勢E = U2Ir，由此得干路電流通過R2的電流通過電動機(jī)的電流 I1 = II2 =(1.5-0.5) A=1.0 A1107學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研16 16（15分）如圖所示，電解槽A和電爐B并聯(lián)后接到電源上，電源內(nèi)阻r=1 ，電爐電阻R=19 ，電解槽電阻。r=0.5當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電爐消耗功率684W；S1、S2都閉合時電爐消耗功率475W（電爐電阻可看作不變）。試求： （1）電源的電動勢； （2）S1、S2都閉合時，流過電解槽的電流大??； （3）S1、S2都閉合時，

8、電解槽中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率。解：（1）當(dāng)S1閉合S2斷開時電爐功率為P1電爐中電流電源電動勢 E = I (R+r) = 120VAS1S2B12（2）當(dāng)S1、S2都閉合時電爐功率為P2電爐中電流電源路端電壓為 U=IR R=519=95V通過電源的電流為 通過電解槽的電流為IA =I- IR =20A（3）電解槽消耗的電功率 PA =IA U=20 95=1900W電解槽內(nèi)熱損耗功率P熱 =IA2 r =202 0.5=200W電解槽轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率P化 =PA - P熱 =1700W1307屆廣東惠州市第二次調(diào)研考試1414. 辯析改錯： 如圖所示電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r = 0

9、. 5,電動機(jī)的電阻R0 =1. 0,定值電阻R=1. 5,電動機(jī)正常工作時電壓表的示數(shù)為3.0V求電源釋放的電功率為多少？電動機(jī)消耗的電功率為多少？某同學(xué)求解如下：整個回路的電流是：經(jīng)檢查，數(shù)值計(jì)算無誤，該同學(xué)求解過程是否有不當(dāng)之處，若有請予以改正。電動機(jī)消耗功率：電源釋放的電功率：P=EI=103.33=33.3WP=I2R0= 3.332 10=11.1WRE rV14答：此解法不當(dāng)整個回路的電流是：電源釋放的電功率：電動機(jī)消耗功率：15江蘇省如東高級中學(xué)07年2月期末試卷1010高溫超導(dǎo)限流器由超導(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

10、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2/3 A 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4/3 AD短路后通過R1的電流為2 AE rS限流電阻R2超導(dǎo)部件R1LB C解見下頁16E rS限流電阻R2超導(dǎo)部件R1L解:小燈泡L上額定電流、電阻分別為1A、6 L短路前超導(dǎo)部件的電

11、阻為0，由歐姆定律：L短路前通過R1的電流為 I=E /(RL +r)=1A A錯容易看出，L短路后通過限流器的電流I Ic ，超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)L短路后超導(dǎo)體失超， R1=3 通過電源的總電流和路端電壓為I總=E /(R12并 +r)=2AU= E-I總r =4V 通過R1的電流為 I1=U /R1 =4/3 A C對D錯1707屆南京市第一次調(diào)研測試15 15如圖所示的電路中，電源的電動勢E=3.0 V，內(nèi)阻r=1.0 ；電阻R1=10 ,R2=10 ,R3=30 ,R4=35 ；電容器的電容C=10 F.電容器原來不帶電.求接通電鍵K并達(dá)到穩(wěn)定這一過程中流過R4的總電量。

12、R2R3R4R1E rKC解：由電阻的串并聯(lián)公式,得閉合電路的總電阻為由歐姆定律得, 通過電源的電流I=E/R=1/3 A 電源的端電壓U=E-Ir=8/3 V電阻R3兩端的電壓通過R4的總電量就是電容器的電量Q=CU=2.010-5 C182007年重慶卷1515.汽車電動機(jī)啟動時車燈會瞬時變暗，如圖15圖，在打開車燈的情況下，電動機(jī)未啟動時電流表讀數(shù)為10 A,電動機(jī)啟動時電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動勢為12.5 V，內(nèi)阻為0.05 ,電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動機(jī)啟動，車燈的電功率降低了 ( ) A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 WMA電動機(jī)解：車燈的電

13、阻 R=12.5/10-0.05=1.2車燈原來的功率 P1=I12 R=120 W 電動機(jī)啟動后,車燈的電壓 U2=E-Ir=12.5-580.05=9.6 V 車燈后來的功率 P2=U22 / R=76.8 W 車燈的電功率降低了 P1 - P2 =43.2 W B1907屆12月江蘇省丹陽中學(xué)試卷1414(14分)如圖所示的電路中，電源電動勢E6V，內(nèi)阻r1，電阻R13，R26，電容器的電容C3.6F，二極管D具有單向?qū)щ娦?開始時,開關(guān)S閉合，S2斷開(1)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器上電量變化了多少?(2)合上S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開S1，求斷開S1后流過R1的電量是多少?

14、E rR1DR2CS1S220 E rR1DR2CS1S2解： （1）設(shè)開關(guān)S1閉合，S2斷開時，電容兩端的電壓為U1，干路電流為I1根據(jù)閉合電路歐姆定律有 U1= I1 R1=4.5V 合上開關(guān)S2后，電容電壓為U2，干路電流為I2根據(jù)閉合電路歐姆定律有21所以電容器上電量變化了或電容器上電量減少了（2）合上S2后，電容上電量為Q斷開S1后，R1和R2的電流與阻值成反比，故流過電阻的電量與阻值成反比故流過電阻R1的電量為 題目222007年上海卷1616（5分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路研究電源輸出功率變化情況。電源E電動勢、內(nèi)電阻恒定，R1為滑動變阻器，R2、R3為定值電阻，A、V為理

15、想電表。（1）若滑動片P由a滑至b時A示數(shù)一直變小，則R1和R2必須滿足的關(guān)系是_。AVR2R1PbaR3EK圖（a）R1R223R/0 6P/W（2）若R16，R212，電源內(nèi)電阻r6，當(dāng)滑動片P由a滑至b時，電源E的輸出功率P隨外電路總電阻R的變化關(guān)系如圖（b）所示，則R3的阻值應(yīng)該選擇 （ ）（A）2（B）4 （C）6 （D）8解： 滑動片P由a滑至b的過程中,R1和R2并聯(lián)電阻R并一直變大，并聯(lián)電阻R并的最大值為4 ,即R并4 .由P-R圖線知，外電路的最大總電阻 R =R3 +R并 6 R3 2 B正確B2407年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模10.10. 小張同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流 I 變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的 a、b、c 所示，則下列判斷正確的是 ( )A.直線 a 表示電源的總功率B .曲線 b 表示電源的輸出功率 C.電源的電動勢 E= 3V.內(nèi)電阻r=1D .電源的最大輸出功率Pmax= 9W321P/W369I/A0acbA C解見下頁25321P/W369I/A0acb解：電源的總功率PE =IEI所以直線 a 表示電源的總功率電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr =I2rI2 所以曲線 b 表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率輸出功率由直線 a ，E=P/I=9/3=3V