電流專題二教材

電流和電路高三物理第一輪復(fù)習第八章專題二閉合電路歐姆定律專題二閉合電路歐姆定律一.電源的電動勢

和內(nèi)電阻r二.閉合電路歐姆定律:1.電源的電動勢

:電源內(nèi)部非靜電力做的功與電量的比值

=W非/q單位:伏.2.內(nèi)電阻r:電源內(nèi)部的電阻1.三種表達式:(1)I=/（R+r)(適用范圍:純電阻電路)

(2)=U路+U內(nèi)(適用范圍:各種類型電路)

(3)U路=-Ir(適用范圍:各種類型電路)2.路端電壓U路與外電阻R外的關(guān)系:U路=-r/（R+r)3.總電流I總與外電阻R外的關(guān)系:I=/（R+r)4.幾種功率:當R外增大時,U路增大;當R外→∞時(外電路斷路),U路=;當R外→0時(外電路短路),U路=0.當R外增大時,I總

減少;當R外→∞時(外電路斷路),I總

=0;當R外→0時(外電路短路),I總

=/r.(短路電流)總功率P總=

I總;輸出功率P出=U路I總;內(nèi)功率P內(nèi)=I2.r;關(guān)系

P總=

P出+P內(nèi)三.電源輸出功率討論:P出=

2R/(R+r)=

2R/[(R-r)2+4Rr]P出ROR=rPmR1R2

P1=P2(1)當R=r時電源輸出功率有最大值Pm=

2/4r(2)當外電阻分別為R1和R2,且R1R2=r2時電源有相同的輸出功率P1=P2

(若R1<r;則R2>r)5.電路的效率:

=P出/

P總=U路/

=R/(R+r)四.閉合電路歐姆定律的實驗驗證。1.電壓表V1測量路端電壓U路,電壓表V2測量內(nèi)電壓U內(nèi)

=U路+U內(nèi)=V1+V22.注意兩個電壓表的極性相反。3.當外電路電阻R變小時,電流表A的示數(shù)增大,電壓表V1的示數(shù)減小,電壓表V2

的示數(shù)增大.4.當把擋板向下移動,內(nèi)阻r變大,電流表A的示數(shù)減小,電壓表V1的示數(shù)減小,電壓表V2

的示數(shù)增大.AB+++-擋板，改變內(nèi)阻-V2-AV1II例1.在閉合電路中，電源的電動勢為

，內(nèi)阻為r，外電阻為R，路端電壓為U，內(nèi)電壓為U’，流過電源的電流為I，下列說法中正確的是

A.在

、R不變時，I越大、U越大

B.在

、R不變時，r越大、U越大

C.在

、r不變時，I越小、U’越小

D.在

、r不變時，R越小、U’越大答:ACD例2.用電動勢為

、內(nèi)阻為r的電源對白熾燈供電，則有

A.外電路并聯(lián)的燈泡越多，輸出功率越大

B.外電路并聯(lián)的燈泡越少，電源的效率越高

C.外電路并聯(lián)的燈泡越多，電路的端電壓越高，總電流就越大，每個燈電流變小

D.外電路并聯(lián)的燈泡越少，電路的端電壓越高，總電流就越小，每個燈電流越大答:BD例3.如圖所示的電路中，已知R1=R2/2，R2=R3，電源和電流表的內(nèi)阻可忽略。第一次如圖所示方式連接，第二次將電流表和電源的位置互換，下列判斷中哪些是正確的

A.兩次連接中電路消耗的總功率相同

B.兩次連接中電流表的示數(shù)保持不變

C.兩次連接中電阻R1的功率保持不變

D.兩次連接中電阻R3的功率保持不變R1R3R2A

R1R2R3A

答:B

規(guī)律:任何電路中,當電源與某一電流表位置互換時,電流表的示數(shù)總是不變的.(戴維寧定律)例4.如圖所示的電路中，在測定電池電動勢和內(nèi)電阻的實驗中把電表接錯，電壓表內(nèi)阻很大，電流表內(nèi)阻很小，當電鍵K閉合后

A.電壓表和電流表均不被燒毀

B.因為電壓表內(nèi)阻很大,所以沒有電流通過,電壓表無示數(shù)C.因為電阻箱的阻值R大于電流表內(nèi)阻,所以電流表被燒毀D.電壓表有讀數(shù)，電流表讀數(shù)很小AvRK

,r答:AD

例5.如圖所示的電路中，電源電動勢

=6伏，內(nèi)阻r=1歐，定值電阻R1=R2=3歐；滑動變阻器R3的最大阻值為6歐。當K閉合后，調(diào)整滑動觸點P，則電阻R2兩端電壓的變化范圍R1R2R3，rKP答:

Umin=0V

Umax=2V

例6.如圖所示的電路中，當開關(guān)K斷開和閉合時，電源的輸出功率相等。已知R1=6歐，內(nèi)阻r=4歐，則()A.R2<4歐B.

R2>4歐C.

R2=4歐D.

R2=2歐R1R2K

,rAD例7.如圖所示的電路中，已知電源電動勢

=10伏，內(nèi)阻r=0.4歐，R1=3.6歐，當開關(guān)K斷開和閉合時，A,B間電路消耗的源的電功率都為4瓦。求(1)

R2,R3(2)當開關(guān)K斷開和閉合時,通過R2,的電流各為多少.R2R1K

,rR3AB提示:1.等效電源內(nèi)阻r’=r+R12..R2R并=r’2時電源有相同的“輸出功率”答:

(1)

R2=16歐;R3=16/15歐

(2)當開關(guān)K斷開時I2=0.5安

K閉合時I’2=0.125安

,r’例8.如圖所示的電路中，當開關(guān)K閉合時電源總功率為24瓦，電源輸出功率為20瓦，電源內(nèi)電阻r=1歐，電阻R1=11歐，則開關(guān)K斷開時，電源的總功率P為多少瓦？電源電動勢為

為多少？答:

P=12W

=12V

R1R2K，r規(guī)律小結(jié)電路的動態(tài)分析當閉合電路中的局部電阻發(fā)生變化時會引起整體電路的每個電阻的電壓,電流及功率的變化.例.如圖電路中,當變阻器的滑片P向下滑動時,圖中的電壓表及電流表的示數(shù)將如何變化?V1A1A2V2R1R2R3P

rA1表增大;V1表減小;V2表減小;A2表增大.分析問題的思路:“局”→“整”→“局”

從局部電阻的變化→整體電路的總電阻,總電流,總電壓的變化→局部電阻的電流,電壓及功率的變化例9.如圖所示電路中,當滑動變阻器的滑片P向右移動時.電燈A,B,C的亮度將如何變化?答:A,B變暗,C變亮ABCRP

,rv例10.如圖所示電路中,A,B,C為三個相同的小燈泡,每個燈泡的電阻都大于電源內(nèi)阻r,當滑動變阻器的滑片P由中點向左移動時:A.A燈兩端的電壓變小

B.流過C燈的電流增大

C.B燈消耗的電功率增大

D.外電路消耗的總功率減少.ABC

rP答:C例11.如圖所示電路中,當滑動變阻器的滑片P由a端向b端移動時,電壓表V1示數(shù)變化的絕對值為

U1,電壓表V2示數(shù)變化的絕對值為

U2,電流表A1示數(shù)變化的絕對值為

I1,電流表A2示數(shù)變化的絕對值為

I2,則(1)三個電燈亮暗的變化情況(2)U1

與

U2

的大小關(guān)系(3)

I1

與

I2

的大小關(guān)系答:(1)L1,L2變亮L3變暗

(2)U1<U2

(3)

I1<I2

規(guī)律小結(jié):(1)干路中的電壓變化量

U干總小于分路中的電壓變化量;U干

<U分(2)干路中的電流變化量

I干總小于分路中的電流變化量;I干<I分L1L2L3abPV1

,rA2A1V2AR2V1V2

,rR1abPV例.如圖所示的電路，閉合電鍵，當滑動變阻器的滑動觸頭P向左滑動時，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，U，U1，U2表示，電表的變化量的大小分別用

I，

U，

U1，

U2，則下列的比值分別表示：U/I=___________,U1/I=__________,U2/I=___________;

U/

I=_____________;

U1/

I=____________;

U2/

I=____________;

U_______U2R1+R2(變大)R1(不變)R2(變大)r(不變)R1(不變)R1+r(不變)<規(guī)律小結(jié)電路的故障判斷(1)用電器兩端有電壓無電流---------用電器斷路(2)用電器兩端無電壓有電流---------用電器短路(3)用電器兩端無電壓無電流---------無法判斷用電器好壞(4)用電器兩端有電壓有電流---------用電器正常例12.如圖所示電路中,燈泡L1和L2都不亮,用伏特表測得各部分的電壓分別是Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,已知電源電壓為U,則產(chǎn)生故障的原因是

A.燈泡L2斷路.B.燈泡L1斷路.

C.變阻器R斷路.D.電源短路bacdL1L2RU答:A例13.如圖所示電路中,燈泡L1和L2都正常發(fā)光,突然L1比原來亮一些,L2比原來暗一些,只有一處故障,則可能是:

A.R1斷路B.

R2斷路

C.

R3斷路D.

R3短路L1L2R1R2R3K答:B例14.如圖所示電路中，電源電動勢為

=15伏，內(nèi)電阻為r=1歐。三燈分別標有L1：“5伏，4瓦”，L2：“6伏，1.8瓦”，L3：“4伏，2瓦”字樣。試求：(1)要使三燈都能正常發(fā)光，應(yīng)選用多大阻值的變阻器？(2)燈都正常發(fā)光時，變阻器的滑片調(diào)在什么位置？此時變阻器消耗的功率多大？L1L2L3abRp答:(1)R=8

(2)調(diào)在中央.P=3.56W例15.如圖所示電路中,R1=R2=R3=1歐，當K閉合時,電壓表的示數(shù)為1V,當K斷開時,電壓表的示數(shù)為0.8V,求電源的電動勢和內(nèi)電阻r。VR1R3R2K

,r答

=2V

r=0.5歐例16.如圖所示電路中,電源的電動勢為

=6V,內(nèi)電阻不計,R1=3歐,R2=6歐,R3=4歐,R4=12歐.(1)若a,b兩端接電壓表,則示數(shù)為多少?(2)若a,b兩端接電流表,則示數(shù)為多少?R1R2R3R4ab

答(1)

UV=2.4伏(2)IA=0.5A例17.如圖所示電路中,R1=R2=6歐,R3=12歐,R4=2.5歐.當K閉合時,,電壓表的示數(shù)為3V,電路消耗功率為9W.求.(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻r。(2)當

K斷開時R2R3消耗的總功率為多少VR1R2R3R4K

,r答(1)

=6V,r=2

(2)P23=1W例18.如圖所示電路中,電阻R1=R2=R3=4歐，電源內(nèi)阻r=0.4歐，K接通時，電流表示數(shù)為IA=1.5安，電壓表示數(shù)為UV=2伏，求K斷開后電壓表的示數(shù)。（電流表、電壓表的內(nèi)阻影響不計）答:

UV=3.2伏AVR1R2R3R4

,rK例19.如圖所示電路中,R1=6歐,R2=3歐,R4=18歐,R3為滑動變阻器,a,b為變阻器的兩個端點,電源的內(nèi)電阻r=0.4歐.當滑動頭P在R3的中點時,電流表示數(shù)為IA=0.9安，電壓表示數(shù)為UV=8.1伏.求(1)電源的電動勢

,變阻器R3的總阻值.(2)當滑動頭P移動到b點時,電流表和電壓表的示數(shù)分別為多少？R1R2R3R4AV

rabP答(1)

=9V,R3

=18

(2)IA=2.5A,UV=7.5V例20.如圖所示電路中,電源電動勢為

=4V，內(nèi)電阻為r=0.5

。R2=18

,電流表A1示數(shù)為IA1=0.5A，電流表A2示數(shù)為IA2=0.3A電壓表示數(shù)為UV=3V.求.(1)電阻R

1,R3

,R4的

阻值.(2)電源的輸出功率P出.R2R1R3R4VA1A2

,r答(1)

R1

=12

,

R3

=10

,

R4

=2

(2)P出=2.88W例21.如圖所示電路中,電源的內(nèi)電阻r=0.5

,R1=2

,R2

=1.3

,變阻器的總電阻R3

=9

.當滑動變阻器的滑片P位于C點時,電源的總功率P總=12W,電源的輸出功率P出=10W.求.(1)電源電動勢

.(2)M,N兩點的電壓UMN.(3)a,c兩點的電阻RacR1R2R3

racbPMN答(1)

=6V(2)UMN

=2.4V

(3)

Rac=3

例22.如圖所示電路中,R1=3

,R2=9

,R3=6

,電源電動勢

=24伏,內(nèi)阻不計,當電鍵K1

,K2均斷開或均閉合時,燈泡S都同樣正常發(fā)光.(1)畫出兩種情況下,經(jīng)過燈泡S的電流方向.(2)求燈泡S正常發(fā)光時的電阻R和電壓U.R1R3R2SK1K2

ab答(1)均斷開時b→a均閉合時a→

b(2)R=3

,U

=4.8V例23.如圖所示的電路，電源電動勢

=6伏，內(nèi)阻r=1歐，R1=10歐，R2=6歐，電表均為理想電表。①K閉合時，電壓表讀數(shù)為5伏，電流表讀數(shù)為0.25安，求此時滑線變阻器上消耗的功率。②K斷開時，求電源上通過的電流變化范圍。R1R2AR3V

,rKab①K閉合時U內(nèi)=-U路=1VI總=U內(nèi)/r=1AI1=U路/R1=0.5AI3左=I總-I1-I2=0.25AU2=I2R2=1.5V=U3左U3右=U路-U3左=3.5VR3右=U3右/I3右=7

P3左=U3左I3左=0.375WP3右=U3右I3右=1.75WP3=P3左+P3右=2.125W②

K斷開后Imax=1.2AImin=3/7AR3左=R2=6

R3=13

例24.如圖所示,一個均勻?qū)Ь€組成的圓環(huán),總電阻R=18

。在其圓心O和圓周上的A點之間連一個電動勢

=36V,內(nèi)電阻r=3的電源。圓心O連一不計電阻的金屬滑桿，其端點能沿圓周接觸良好地轉(zhuǎn)動，則在滑桿移動的過程中，與電源并聯(lián)的理想電壓表的示數(shù)的最大值為Umax=_________V.若在圓環(huán)的C點有一斷點.

AOC=120

.則在滑桿滑過斷點C的兩側(cè)時,電壓表的示數(shù)差值為

U=___________V.VOABC21.64.8規(guī)律小結(jié)等效電動勢，等效內(nèi)電阻1.n個相同電源串聯(lián),每個電動勢為

0,內(nèi)電阻為r0,則等效電動勢為

=n0

等效內(nèi)電阻為r=nr02.n個相同電源并聯(lián),每個電動勢為

0,內(nèi)電阻為r0,則等效電動勢為

=0

等效內(nèi)電阻為r=r0/n3.一個電動勢為

0,內(nèi)電阻為r0的電池與一個電阻R0串聯(lián)組成的等效電源的等效電動勢為

=0

等效內(nèi)電阻為r=r0+R0

4.一個電動勢為

0,內(nèi)電阻為r0的電池與一個電阻R0并聯(lián)組成的等效電源的等效電動勢為

=0R0/(r0+R0)等效內(nèi)電阻為r=R0r0/(r0+R0)原則:等效電動勢為系統(tǒng)輸出端不接外電路時兩端的電壓;等效內(nèi)電阻為從系統(tǒng)輸出端向里看的總電阻.例25.圖所示虛線框內(nèi)有一電源（電動勢為

=

18V，內(nèi)電阻為r=3

）和一個電阻R，且R=6

?，F(xiàn)將虛線框看作一個等效電源，a,b便是該等效電源的兩個極。則該等效電源的電動勢’=_____，內(nèi)電阻r’=_____R

,rab2

12V等效電源的電動勢’為a,b兩端不接用電器時的電壓’=R/(R+r)=12V等效電源內(nèi)電阻r’為從a,b兩端向里看時的電阻r’=Rr/(R+r)=2

例26.

如圖所示,虛線框內(nèi)各元件參數(shù)都不知，在它的輸出端a,b間接一電阻RX，并用電流表測量RX上的電流IX,測得的數(shù)據(jù)如下:RX1=10歐,IX1=1.0安,RX2=18歐,IX2=0.6安.求(1)虛線框的等效電動勢及內(nèi)電阻(2)當RX為多少時,IX=0.1安.設(shè)虛線框內(nèi)為一電源,其等效電動勢為

,等效內(nèi)電阻為r

=IX1(RX1+r)=1(10+r)(1)

=IX2(RX2+r)=0.6(18+r)(2)由方程(1)(2)得

=12伏r=2歐

=IX(RX+r)12=0.1(RX+2)RX=118歐Aab例27.如圖所示電路中,變阻器R1的變化范圍為0-10歐姆,電源電動勢

=6伏.電源的內(nèi)電阻r=1

,電阻R2

=5

.R3

=4

.求:(1)

R1

取何值時,

R1

有最大功率?此時R1

的最大功率為多少?

(2)

R1

取何值時,

R2

或R3有最大功率?

(3)

R1

取何值時,電源

有最大輸出功率?此時電源的最大輸出功率為多少

R1R2R3，r提示:1.可變電阻上的最大功率的條件為可變電阻的值等于(或接近)等效電源內(nèi)電阻的值.2.固定電阻上的最大功率的條件為固定電阻上的電壓或電流為最大值答(1)

R1

=2.5

時.P1m=0.9W(2)R1

=10

時,R2

有最大功率;R1

=0

時,R3

有最大功率.(3)