第2讲闭合电路的欧姆定律

1、第2讲闭合电路的欧姆定律第2讲闭合电路的欧姆定律高三一轮复习恒定电流 第2讲：闭合电路的欧姆定律教案、案学【课题】闭合电路欧姆定律【目标】1、知道电源电动势和内电阻的概念2 、掌握闭合电路欧姆定律、路端电压和电路电流的变化规律3、能利用闭合电路欧姆定律分析电路。知识导学:闭合电路的欧姆定律UO/, L f1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势 成正比，跟内、外电路的电阻之和成反2. 公I =只适用于纯电阻电路 R十rE = U外十U内适用于任何电路3. 路端电压跟干路电流的关系内电压U内=Ir路端电压跟电流的关系是U = E lr ,用 图象表示如图所示.此图象的物理意义是:(1) 纵轴截距

2、：图线与纵轴的交点对应的 电压等于电源的电动势.(2) 斜率：图线斜率的绝对值在数值上等 于电源的内阻，路端电压U随干路电流I变化 的本质原因是由于电源内阻的存在.(3) 外电压和内电压：图中U与U 分别 表示电流为Ii时的外电压和内电压.从图象可 以看出，I增大时，外电压U减小;内电压U 增大，但二者之和保持不变.(4) 横轴截距：图中Im等于短路 电流，Im= E.r一段导体两端的电压与通过的电流的图象如图所示，斜率等于导体的电阻， 即 R=7.E4.对电源的U I图象的理解及应用 路端电压与电流的关系图象(1)由U = E Ir可得电源的U I关系图象，如图中实线所示纵截距为电动势E ;

3、图象的斜率的绝对值为 电源的内电阻r.（2）.直线上任何一点A与原点0的连线（图 中虚线所示）的斜率表示对应 的外电阻R;图线上每一点的 横、纵坐标的乘积为电源的输出功率，如图中 Pa= UaIa.当堂导练：1.如图所示为画在同一个坐标系内的两个电源的端压与电流的UI图线。两个电源的电动势和内 阻分别为El、E2和ri、2,当外电路接入相同的定值电阻R时，其端压和电流分别为 5、 U2和11、12，下列说法正确的是（）A、EiE2、12B、若 Ui U2则 Il I2C、适当选择R，可使Ui U2,2D、适当选择R，可使1戶2、uz当堂导练：2.在如图所示的U I图象中,直线I为某一电源的路端

4、电压与电,流的关系图线，直线U为某一电阻R的伏安特性曲线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知（）A 电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Q B.电阻R的阻值为1 QC电源的输出功率为2 WD 电源的效率为66.7%答案:ABD5路端电压与外电阻的关系 一般情况：根据U=IR二，当R增大时，U负载R增大一-I减小一-U内减小一-U外增大 外电路断路时（R=无穷），I = 0, U外=E.负载R减小一一 I增大一一 U内增大 U外减小.外电路短路时（R= 0）, I =，U内=E.当堂导练：3一个电源的路端电压 U随外电路 电阻R的变化规律如图（甲）所示，图中U=12V 的直线为图线的

5、渐近线.现将该电源和一个变 阻器R0接成如图（乙）所示电路，已知电源 答应通过的最大电流为 2A，变阻器的最大阻 值为R0=22Q .求（1）电源电动势E0 2甲）R电阻r.(2) 空载时A、B两端输出的电压 范围.(3) A、B两端所能接负载的电阻的 最小值.6 -a b3 -c I0123 (A)6.闭合电路中的功率问题1. 电源的总功率(1) 任意电路：P总=El = U外I + U内I = P出+ P 内.2E电源内部消耗的功率：P内=l2r= U内I = P总一P 出.(2) 纯电阻电路：P总二I (R+ r)= R+r.3.电源的输出功率任意电路：P出=UI =(2)纯电阻电路:P

6、出=I2R=2EI I r= P 总一 P 内e2rR+ rR r+ 4r当R= r时，电源的输出功率最大为 Pm =石.P出与R的关系如图所示.4电源的效率纯电阻电路n=EI ER外 + r11 + r/R 外当堂导练：4.如图所示，电路中E = 3 V, r= 0.5,QRo= 1.5 Q,变阻器的最大阻值 R _=10 Q.(1) 在变阻器的阻值R为多大 时，变阻器上消耗的功率最大？(2) 在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻Ro上消耗的功率最大？解答此类型问题的关键点(1)当R= r时电源的输出功率最大.对定值电阻的功率由P= i2r来讨论.(3)对可变电阻的功率可以将定值电阻 Ro 和

7、电源看成一个整体T成为等效电源.pT易错警示： 在解答第二问时， 有些同学又会用第一问的方法来求 解，把R归为内阻，调节R使内阻R + r = Ro,这样使用是错误的.在研 究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分可 变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路 和方法是不相同的.当堂导练：5.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑 片P向右移动时，电源的()A .总功率一定减小B. 效率一定增大C .内部损耗功率一定减小D .输出功率一定先增大后减小答案： ABC四.针对训练1.如图所示，甲、乙为两个独立电 源的路端电压U与通过它们的电流 I的关系图象，下列说法中正确的 是（）A 路端电压都为Uo时

8、，它们B.电流都是Io时，两电源的内电压相等 C 电源甲的电动势大于电源乙的电动势的外电阻相等r3.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r 为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为 滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上 开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分 别为I1、I2和U。现将R2的滑动触 点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（） 不变，U增大A.11增大，12B.11减小，12增大，U减小C11增大，12减小，U增大电 ?QQ22?I减U2翼 bd乔小2W化5吐立口44p么X ? ? ww 225.如图所示是某直流电路中电压随电流 变化的图象，其中a、b分别表示路端电 压

9、、负载电阻上电压随电流变化的情况，F面说法正确的是（）面积表示电源的面积表示电A 阴影部分的 的输出功率B. B 阴影部分 源的内阻上消耗的功率CC 当满足a =时，电源的效率最高DD 当满足a =时，电源的效率小于50%6将电阻Ri和R2分别接到同一电 池组的两极时消耗的电功率相同 电池组向两个电阻供电时的电流分 别是Il和12,电池组内阻消耗的功 率分别是Pi和P2，电池组的效率分别是 n和 n，电阻两端的电压分别是 Ui和U2.若已知电 流IiI2，则有 （）A. Ri R2B.Ui nD.Pi P27.如图所示，U I图线上，a、b、c各点均表 示该电路中有一个确定的工作状态，b点a

10、=， 则下列说法中正确的是（）A .在b点时，电源有最大输出功率B. 在b点时，电源的总功率最大C .从a-b时，B角越大，电源的总功率 和输出功率都将增大D.从b c时，3角越大，电源功 的总功率和输出功率都将减小巩固提升：8某同学将一直流电源的总功率 Pe、输出功 率Pr和电源内部的发热功率 Pr随电流I变化 的图线画在同一坐标系中，如右图中的 a、b、 c所示。则下列说法中正确的是 （ ）A、图线b表示输出功率Pr随电流I变化的关系B、图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系 yA= yB+ ycD、b、

11、c线的交点 M与a、b线的交点N 的横坐标之比一定为1 : 2,纵坐标之比一定为1 : 49. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电 流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与其中电流I的关系图象，用该电源与电阻 R 组成闭合电路，则电源的输出功率为W，电源的效率为10. 某同学将一直流电源的总功率 Pe、输出功I (A)率Pr和电源内部的发热功率Pr 随电流I变化的图线画在了同 一坐标上，如右图中的 a、b、c 所示。以下判断正确的是ABC (A) 直线a表示电源的总功率；(B) 曲线c表示电源的输出功率；(C) 电源的电动势E = 3 V，内电阻r = 1 ;(D) 电源的最大输出功率P

12、m= 9w。11. 如图所示中图线表示某电池组的输出电 压一电流关系，图线表示其输出功率一电流关 系.關好壬薛50阳4035302520 三田用田彈1斗O.根据图线可以求出:ABD 电滝(A)A 电源电动势.B.电源内阻.C .电池组的输出电压为45V时输出功率为 100W.D .电池组的输出功率为120W时，电路消 耗的总功率为200W.12. 如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，若将滑动变阻器的滑动 触点向b端移动时（）A. 电压表V的读数增大，电流表厂 A的读数减小计 tB. 电压表V的读数减小，电流表 A的读数增大C .电压表V和电流表A的读数都减小D .电压表V和电流表A的

13、读数都增大13. 用如图B-3所示的电路测电池组的电动势 和内阻.其中V为电压表（其阻值足够大），定 值电阻R=7.0Q在开关未接通时，V的读数为图 E5-36.0V;接通开关后，V的读数变为5.6V.那么， 电池组的电动势和内阻分别等于()QQQQ14.如图甲所示的电路，不计电表内阻的影响， 改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表Vi和V2随电流表A的示数变化的两条实验图线 a、b如图乙所示.关于这两条图线，下列判断 中正确的是(BCD )A 图线b的延长线不一定过坐标的原点OB. 图线a的延长线与纵轴交点的坐标值 等于电源的电动势C. 图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值 的乘积等于电源的瞬时

14、输出功率D. 图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电阻Ro的瞬时消耗的电功率如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压 表.当电阻箱读数为R=2Q时，电压表读数为U=4V ;当电阻箱读数为 R2=5Q时，电压表读数为U2=5V 求：(1)电源的电动势E和内阻r(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?21如图所示，已知电源电动势 E=20V，内阻 r=1 Q,当接入固定电阻R=4Q时，电路中标有“3V 4.5W的灯泡L和内阻Rl=0.5 Q的小型直 流电动机D恰能正常工作，求：1)电路中的电流强度？(2) 电动机的额定工作电压?(3) 电源的总功率？当堂导练4答案解析：(1)此种情

15、况可以把 Ro归入电源 内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电 源的输出功率，即当R= r+ Ro= 2拥寸，R消 耗功率最大为：REL9 PmW W ；Pm 4R 4X2 W 8 W ；(2)定值电阻Ro上消耗的功率 可以表达为：P= 12Ro，因为Ro不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中 电阻最小，即当R= 0时Ro上消耗的功率最大:Pm =32Ro+15 2X1.5 W =278当堂导练5答案解析：滑片P向右移动 时外电路电阻R外增大，由闭 合电路欧姆定律知总电流减 小，由P总=EI可得P总减小，故选项A正确.R外1根据n=可知R外 + r 1 + r/R 外选项B正确.由P损=12r可知，选项C正确.由P输一R外图象，因