5 闭合电路的欧姆定律—2021届高中物理一轮复习暑假专题学案（选修3-1）

1、一轮复习暑假专题-选修3-1学案5闭合电路的欧姆定律1.电动势(1)非静电力a.定义:非静电力是指电源从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种非静电力做的功,使电荷的电势能。 b.非静电力实质:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。(2)电动势a.定义:非静电力把跟被移送的电荷量的比值叫作电源的电动势。 b.公式:E=。c.电动势是电池的重要参数,电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无关。2.串联电路和并联电路的特点电路内容串联电路并联电路电路连接把几个导体元件依次首尾相连的方式把几个元件的一端连在一起另一端也连在一

2、起,然后把两端接入电路的方式电路图两个基本特点电压U=U1+U2+U3U=U1=U2=U3电流I=I1=I2=I3I=I1+I2+I3三个重要性质电阻R=R1+R2+R3=+电压=IR=I1R1=I2R2=I3R3功率=PR=P1R1=P2R2=P3R33.电流表、电压表的改装(1)小量程电流表(表头)主要部分:永久磁铁和可转动线圈。(2)改装原理:小量程的电流表改装成大量程的电流表应联一小电阻;小量程的电流表改装成大量程的电压表应联一大电阻。 (3)改装方法:如果改装后电流表量程扩大n倍,则并联一个阻值为的电阻;如果改装后电压表量程扩大n倍,则串联一个阻值为的电阻。 4.

3、闭合电路欧姆定律(1)描述闭合电路的基本物理量a.内阻:,也叫电源的内阻。 b.内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。c.外电阻:的总电阻。 d.外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。(2)闭合电路的欧姆定律a.内容:闭合电路中的电流跟成正比,跟成反比。 b.表达式:I=,其中R为整个外电路的等效电阻。c.适用条件:。 (3)路端电压与负载的关系:U=。 答案：把正电荷(负电荷)增加正电荷从负极移送到正极所做的功并串(n-1)Rg内电路的电阻外电路电源的电动势内、外电路的电阻之和外电路为纯电阻

4、的闭合回路E-Ir二、公式E=的理解和应用1.公式E=是电动势的定义式,是比值法定义的量,E的大小与W、q无关。2.由公式E=变形可知W=qE,因此若已知电源的电动势和移动电荷的电荷量,就可以计算非静电力做功的大小,即把其他形式的能转化为电能的多少。三、电动势和电势差的比较电势差电动势意义表示电场力做功将电势能转化为其他形式的能的本领大小表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小定义UAB=,数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移动另一端电场力所做的功E=,数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移动到正极非静电力所做的功单位伏特(V)伏特(V)决定因素由电源及导体的电阻和连接方式

5、决定仅由电源本身决定测量方法将电压表并联在被测电路两端将内阻很大的电压表并联于电源两端,且外电路断开四.电流表、电压表的改装项目小量程改装成大量程电压表小量程电流表改装成大量程电流表电路结构R的作用串联电阻R,分压并联电阻R,分流扩大量程的计算U=Ig(R+Rg) R=-Rg=(n-1)Rg其中n=IgRg=(I-Ig)R R=Rg=其中n=电表的总内阻RV=Rg+RRA=使用并联在被测电路中,“+”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入五、闭合电路的欧姆定律及效率问题1.任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内。2.纯电阻电路:P出=I2R=R=。3.纯电阻电路

6、中电源的输出功率随R的变化关系(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。(2)当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小;当R时P出0。(3)当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大;当R=0时P出=0。(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1·R2=r2。(5)P出与R的关系如图所示。4.电源的效率任意电路:=×100%=×100%纯电阻电路:=×100%对于给定的电源,内阻一定,效率随外电阻的增大而单调增加。当R=r时,=50%;当R0时,0;当R 时,100%。课堂练习1. 下列关于电源电动势的

7、说法中,正确的是()。A.在某电源的电路中,每通过2 C 的电荷量,电源提供的电能是4 J,那么这个电源的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多2. 一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 的负载后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内阻r为()。A.E=2.4 V,r=1 B.E=3 V,r=2 C.E=2.4 V,r=2 D.E=3 V,r=1 3.电阻R1和R2分别标有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图所示

8、,则此电路中允许消耗的最大功率为()。A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W4.如图,电源电动势为4 V,内阻为1 ,电阻R1=3 ,R2=R3=4 ,电流表的内阻不计,闭合S,电路达稳定状态后,电容器两极间电压为()。A.0 B.2.3 V C.3 V D.3.2 V5.(2018新昌中学考前模拟)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、负载电阻上电压随电流变化的情况,下列说法正确的是()。A.阴影部分的面积表示电源的输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足=时,电源的效率最高D.当满足=时,电源的效率小于50%一轮复习暑假专题-选修3-1学案5闭合电路的欧姆定律参考答案1.C 2.B3.A 由题意可知,两电阻串联后能通过的最大电流I=0.5 A,则电路允许消耗的最大电功率P