第8讲闭合电路欧姆定律

1、第8讲闭合电路欧姆定律第8讲闭合电路欧姆定律第8讲闭合电路欧姆定律一.基础知识一、电动势1.电源定义：把能转化为能的装置。电源的作用：保持两极间有一定 ，供给电路。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。单位为 (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=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 成正比，跟电路中的成反比。表达式为：1=闭合电路欧姆定律表达式还有：E=U+U、E=IR+lr 及 U=E-lr2讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变

2、化而变化的规律如图所示电路。闭合电键，改变滑线变阻器阻值，使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：电源存在，随着R变小，电流，电源内阻消耗的电压U，外电路电电压U。Rff l,Uf、UJ当 时,=_、u=、O 11U （断路时）Rjf I,UJ、Uf当 R=0 时，|= Er（短路电流强度）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=UI=三 R- =（旦）2 R R+rR + r R + r讨论该函数

3、极值可知，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，Rr时，随R增大，输出功二典型例题例1.如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻Ri=10Q，R2=8 Q .当电键S接位当电键S接位置2时，电流表的示数可置1时，电流表的示数为0.20A .那么 能是下列的哪些值B.0.25AA. 0.28A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.佃A.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2在图示的电路中，若 Ri=4Q，R3=6Q,电池内阻r=0.6Q,则电源产生总功率

4、 为40W，而输出功率为 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=40 37.6=2.4W电路电流强度I=2A电源产生总功率： 1=40 =20V外电路总电阻：R国 +尽工仝竺+局=2.4 +忌+耳 勺4+6写R=根据闭合电路欧姆定律 =IR+Ir=2 x（ 2.4+R2）+20.6=20,解得R2=7 Q例3如图所示电路，电源的内阻r=0.4 Q 电阻 Ri=R2=R3=4Q,开关 S|r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：闭合时：片=耳=曙=扌=65A

5、） , I3 =IA -i! =1.5-0.5= 1（A）U3=丨3只3= 1 4=4 ( V )5=U3-U2=4-2=2 (V)I4=I 1 + I 2=1 ( A )TT 9所以R*=晋占3E=U3+ (13+ 14)r=4 + (1 + 1) X)4=48 (V)S断开时：c E4.8 .R也二 f +奔二 6G u，彳=XR =X4 = 5.2(V)例4.电源由6个电动势Eo=1.5V，内电阻ro=0.1 Q的电池串联而成，R1=4.4 Q,R2=6 Q, R2的额定功率为3.84W, 变阻器R3开始放在阻值12Q处， 求：（1）通过电阻R2的电流和此时电源的输出功率；（2）若要使R

6、2消耗的实际 功率不超过它的额定功率，R3的阻值应取什么r=6 X)1=06范围？解答E=6ML5=9：( V)6+12(Q)匸R 2I厂瓦立pxim 00P 岀=IE-I 2r=l 2R=1 8.4=8.4(W解答：由E =1忆，得h = = 吕=0$ (a)设R消耗为额定功率时，R实用阻值为xR + rR =+R = x = 120xI2 = z-I R3故 R3应小于等于120 Q。三练习1 如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I U图象，则下述说法正确的是()A. 电动势Ei=E2,发生短路时的电流强度I1I2B.电动势Ei=E2，内阻 门r2C .电动势Ei=E2,内阻ri rb,

7、la 1 bC、 ra rb,l a=l bD、rab,laV l b6. 如图所示，电池组的电动势为 内电阻为r, Ro为定值电阻，R为变阻器，已知Ro r.为使Ro上消耗的电功率最大， 应将变阻器阻值调整到().(A) Ro (B) Ro+ r (C) R r( D) 0fC/W9列7. 如图所示，直线 OAC为某一直流：比了 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&如图所示的电路中，电源电动 势为12V，内电阻为1Q，

8、Ri=1 Q，R2=6 Q，电动机线圈 电阻为0.5Q，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9.如图所示，E=10V , Ri=4W , R2=6W ,C=30yF,电池内阻可忽略。(1)闭合开关 厂宙丁云一|丄 丄 IK，求稳定后通过Ri的电流；(2) ” 厂 | 然后将开关K断开，求这以后流过R1的总电量。Ri =3.5 Q ,R2=6 Q ,R3=3 当开关S断开时，=电压.S闭合时，10 如图所示的电路中， Q ,电压表为理想电表， 表示数为5.7V;当开关 为3.5V,求电源的电动势和内电阻11 如图所示电路中，电源电动势 =18 V内阻

9、 r=1 Q,外电路中电阻R2=5Q, R3=6Q,平行板 间距d=2cm,当滑动变阻器的滑动头 P位于中 点时，电流表的示数为 2A，平行板间静止悬浮 着一个电量q=8X10-7c带负电的微粒.试求(1) 滑动变组器R1的总阻值；(2) 微粒的质量；(3) 上、下调节滑动头P时微粒的最大加速度.12.如图所示，电阻R3=4 Q电表为理想表.开 始时Ri、R2、R3中都有电流通过肖电压表示数-口来电阻中电为2 V，电流表示数为0.75 A.有一个发生断路，使电压表示数变为3* V,流表示数变为0.8 A.*(1) 哪个电阻断路？(2) 求电阻Ri、R2的阻值各为多少?(3) 电源电动势和内阻各

10、为多少？13.如图10 220所示，变阻器R2的最大电阻 是10 Q R3 = 5 Q电源的内电阻r= 1 Q,当电键S闭合，变弋為二阻器的滑片在中点位置时，电 源的总功率为16 W，电源的输 人出功率为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14.如所示电路中，电源电动 势 E = 6 V，内阻 r= 1 Q R1、 R2、R3、R4的电阻均为3 Q，(1)若在 a、图 10220b两点间接上理想的电压 表，其示数多大？（2）若在a、b两点间接上理想的电流表， 其示数又是多大？

11、15.如图所示电路中，电阻Ri=8Q. 当电键S断开时，电压表O,的示数， 为5. 7V，电流表的示数为0. 75A,L1_*11电源总功率是9W;当电键S闭合时，电压表02 的示数为4V.若电键断开和闭合时电源内部损 耗的电功率之比是 9: 16，求电源的电动势和电 阻 R2、R3.16.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f1. 5V,内阻r=1 Q）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？17. 某电炉在额定电压下的电功率为 Po=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Pi=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？18. 直流发电机s=250 V，r=3 0,两条输电线电 阻Ri=R2=1 0,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