第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律

1、名师课堂名师课堂一点通一点通第第二二章章恒恒定定电电流流新知预习新知预习巧设计巧设计要点一要点一要点二要点二第第7 7节节闭闭合合电电路路的的欧欧姆姆定定律律创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升要点三要点三要点四要点四1能够推导出闭合电路的欧姆定律能够推导出闭合电路的欧姆定律 及其公式，知道电源的电动势等及其公式，知道电源的电动势等 于内、外电路上电势降落之和。于内、外电路上电势降落之和。2理解路端电压与负载的关系，理解路端电压与负载的关系， 并能用欧姆定律进行电路的分并能用欧姆定律进行电路的分 析和计算。析和计算。3掌握电源的功率、输出

2、功率及内阻掌握电源的功率、输出功率及内阻 的消耗功率，并能熟练地用能的的消耗功率，并能熟练地用能的 观点来解决闭合电路的有关问题。观点来解决闭合电路的有关问题。 读教材读教材填要点填要点 1闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 (1)闭合电路组成：闭合电路组成： 外电路：是指电源外部由外电路：是指电源外部由 和和 组成的组成的电路。在外电路中沿电流方向电势电路。在外电路中沿电流方向电势 。 内电路：是指电源内部的电路。在内电路中，沿电内电路：是指电源内部的电路。在内电路中，沿电流方向电势流方向电势 。用电器用电器导线导线降低降低升高升高 (2)闭合电路中的能量转化：闭合电路中的能量转化： 如图

3、如图271所示，电路中电流为所示，电路中电流为I，在时间，在时间t内，非静电力所做的功等于内，非静电力所做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即的总和，即EIt 。I2RtI2rt图图271正比正比反比反比纯电阻纯电阻EIrU外外 关键一点关键一点在闭合电路中只有纯电阻电路中才存在闭合电路中只有纯电阻电路中才存在在IEtI2RtI2rt的能量关系，若为非纯电阻电路，只能的能量关系，若为非纯电阻电路，只能有有IEtIUtI2rt。增大增大 (2)路端电压与电流关系：路端电压与电流关系： 公式：公式：U 。 图像图像(UI图像图像)：如图：如图272所示

4、是一条倾斜的直线，该直线与纵所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示轴交点的坐标表示 ，斜率的绝对值表，斜率的绝对值表示示 。EIr电动势电动势E图图272电源内阻电源内阻r 关键一点关键一点用电压表直接测得的电源两端的电压，用电压表直接测得的电源两端的电压，小于电源的电动势，因为电压表的内阻实际不是无穷大。小于电源的电动势，因为电压表的内阻实际不是无穷大。 试身手试身手夯基础夯基础 1只有用导线把电源、用电器连成一个只有用导线把电源、用电器连成一个_电路，电电路，电路中才有电流，用电器、电线组成路中才有电流，用电器、电线组成_电路，电源电路，电源内部是内部是_电路。在外电路中，正电荷

5、在电路。在外电路中，正电荷在_的作用下由正极移到负极，在电源中的作用下由正极移到负极，在电源中_把正电荷把正电荷从负极移动到正极。电流方向：在外电路上从从负极移动到正极。电流方向：在外电路上从_极到极到_极，在电源内部从极，在电源内部从_极到极到_极。极。答案：答案：闭合外内电场力非静电力电源正电闭合外内电场力非静电力电源正电源负电源负电源正源负电源负电源正2电源内部的电路，其电阻为内电阻，内电阻所降落的电源内部的电路，其电阻为内电阻，内电阻所降落的电压称为电压称为_；电源外部的电路，其两端电压称为；电源外部的电路，其两端电压称为_或或_电压。电动势与内、外电压的关电压。电动势与内、外电压的关

6、系可表示成：系可表示成：_，该式适用于任何闭合电路。，该式适用于任何闭合电路。答案：答案：内电压外电压路端内电压外电压路端EU外外U内内3某闭合电路的路端电压与电流的某闭合电路的路端电压与电流的关系图像如图关系图像如图273所示，由所示，由图知，闭合电路中的电源的电图知，闭合电路中的电源的电动势为动势为_，电源的内电，电源的内电阻为阻为_。图图273答案：答案：2 V4 答案：答案：BD 1确定电源的电动势和内阻确定电源的电动势和内阻 (1)由由EUIr知，只要知道两组知，只要知道两组U、I的值的值(U1、I1，U2、I2)，就可以通过解方程组，求出，就可以通过解方程组，求出E、r的值。的值。

7、 2解决闭合电路问题的一般步骤解决闭合电路问题的一般步骤 (1)分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路。 (2)求总电流求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以

8、应用；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出联立方程求出I。 (3)各部分的电压、电流：根据串、并联电路的特点各部分的电压、电流：根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 (4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电如电动机、电解槽等动机、电解槽等)，不能直接用欧姆定律解决电流问题，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算。可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算。 名师点睛名师点睛不特殊指明时，电压表内阻可认为无穷不特殊指明

9、时，电压表内阻可认为无穷大大(相当于断路相当于断路)。电流表的内阻认为是零。电流表的内阻认为是零(即相当于导线即相当于导线)。 1如图如图274所示的电路中，所示的电路中，当当S闭合时，电压表和电流表闭合时，电压表和电流表(理想电理想电表表)的读数分别为的读数分别为1.6 V和和0.4 A，当，当S断开时，它们的示数变为断开时，它们的示数变为1.7 V和和0.3 A，则电源的电动势和内阻各为多少？，则电源的电动势和内阻各为多少？图图274审题指导审题指导(1)明确明确S闭合前后闭合前后R1和和R2的连接方式。的连接方式。(2)明确电压表所测电压为路端电压。明确电压表所测电压为路端电压。解析解析

10、当当S闭合时，闭合时，R1和和R2并联接入电路，由闭合电路欧并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：姆定律得：U端端1EI1r，代入数据得：，代入数据得：E1.60.4r当当S断开时，只有断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U端端2EI2r，代入数据得：代入数据得：E1.70.3r联立得：联立得：E2 V，r1 答案答案2 V1 解决这类问题应该充分利用题设条件，结合闭合电解决这类问题应该充分利用题设条件，结合闭合电路欧姆定律列方程求解，在求解过程中要注意电流的变路欧姆定律列方程求解，在求解过程中要注意电流的变化，因为电流是连接内外电路的纽带。化，因为电

11、流是连接内外电路的纽带。 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。其分析的一般思路为：生变化。其分析的一般思路为： (1)确定电路的外电阻确定电路的外电阻R外总外总如何变化：当外电路的如何变化：当外电路的任何一个电阻增大任何一个电阻增大(或减小或减小)时，电路的总电阻一定增大时，电路的总电阻一定增大(或或减小减小)；若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增；若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。大

12、；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。 (5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。的电压如何变化。 (6)确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化流如何变化(可利用串联电路的电压关系、并联电路的电可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系流关系)。 名师点睛名师点睛电路中任一电阻增大电路中任一电阻增大(减小减小)，则该电阻，则该电阻两端的电压一定会增大两端的电压一定会增大(减小减小)，而通过该电阻的电流会，而通过该电阻的电流会减小减小(增大增大)。 2(2011海南高考

13、海南高考)如图如图275 ，E为内阻不能忽略的电池，为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，为定值电阻，S0、S为开关，为开关， 与与 分别为电压表与电流表。初始时分别为电压表与电流表。初始时S0与与S均闭合，现将均闭合，现将S断开，则断开，则()图图275A 的读数变大，的读数变大， 的读数变小的读数变小B 的读数变大，的读数变大， 的读数变大的读数变大C 的读数变小，的读数变小， 的读数变小的读数变小D 的读数变小，的读数变小， 的读数变大的读数变大 解析解析S断开相当于电阻变大，总电流减小，故端电断开相当于电阻变大，总电流减小，故端电压增大，压增大， 的读数变大，把的读数变大，

14、把R1归为内阻，则归为内阻，则R3中的电压也中的电压也增大，增大，R3中的电流也增大，电流表示数变大，故中的电流也增大，电流表示数变大，故B正确。正确。 答案答案B 此类问题解题思路是：先判断电阻变化情况，然后此类问题解题思路是：先判断电阻变化情况，然后根据根据IE/(Rr)判断电流变化情况，再判断路端电压变判断电流变化情况，再判断路端电压变化情况，然后根据串、并联的知识判断电表示数变化或化情况，然后根据串、并联的知识判断电表示数变化或某一电阻、用电器等电流、电压和功率的变化。某一电阻、用电器等电流、电压和功率的变化。图图276 名师点睛名师点睛当当Rr时，电源的输出功率最大，但时，电源的输出

15、功率最大，但效率仅为效率仅为50%，只有外电路断路时电源的效率才可能达，只有外电路断路时电源的效率才可能达到到100%。 3如图如图277所示，线段所示，线段A为为某电源的某电源的UI图线，线段图线，线段B为某电阻为某电阻的的UI图线，当上述电源和电阻组图线，当上述电源和电阻组成闭合电路时，求：成闭合电路时，求： 图图277(1)电源的输出功率电源的输出功率P出出多大？多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率电源的效率多大？多大？ 思路点拨思路点拨对图像问题要做到四看：看横、纵坐标对图像问题要做到四看：看横、纵坐标轴上的截距，看图线的斜率，看图像的交

16、点，在此基础上轴上的截距，看图线的斜率，看图像的交点，在此基础上进行正确的分析判断。进行正确的分析判断。答案答案(1)4 W(2)2 W(3)66.7 % 电源的电源的UI图线与电阻的图线与电阻的UI图线的物理意义不同，图线的物理意义不同，前者是路端电压与电路电流的函数关系；后者是加在电阻前者是路端电压与电路电流的函数关系；后者是加在电阻两端的电压与通过的电流的函数关系。从图像中能知道哪两端的电压与通过的电流的函数关系。从图像中能知道哪些物理量及从两个图像能求出哪些物理量是解题的关键。些物理量及从两个图像能求出哪些物理量是解题的关键。 电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容器是一个储

17、存电能的元件。在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看作是断路，画等效电路时，可元件，在电容器处电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。以先把它去掉。 1分析和计算含有电容器的直流电路分析和计算含有电容器的直流电路 (1)电路稳定时：电容器所在支路相当于断路。因此，电路稳定时：电容器所在支路相当于断路。因此，该支路上的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。该支路上的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (2

18、)当电容器与电阻并联后接入电路时：电容器两端当电容器与电阻并联后接入电路时：电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。的电压与并联电阻两端的电压相等。 (3)电路中的电流、电压变化时：将会引起电容器的电路中的电流、电压变化时：将会引起电容器的充放电。如果电容器两端的电压升高，电容器将充电；充放电。如果电容器两端的电压升高，电容器将充电；反之电容器放电，通过与电容器串联的电阻的电荷量等反之电容器放电，通过与电容器串联的电阻的电荷量等于电容器带电量的变化。于电容器带电量的变化。 2解答含电容器电路问题的步骤解答含电容器电路问题的步骤 (1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电应用电路的有关规

19、律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况。压及其变化情况。 (2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。 图图278 4如图如图278所示，电容器所示，电容器C16 F，C23 F，电阻，电阻R16 ，R23 。C、D为两端点，为两端点，当开关当开关S断开时，断开时，A、B两点间的两点间的电压电压UAB为多少？当为多少？当S闭合时，电容器闭合时，电容器C1的电荷量改变了多的电荷量改变了多少？少？(已知电压已知电压U18 V) 思路点拨思路点拨与电容器串联的电阻两端等电势。与电容器串联的电阻两端等电势。 解析解析在电路中电容器在电路中电容器C1、C2的作

20、用是断路，当开的作用是断路，当开关关S断开时，电路中无电流，断开时，电路中无电流，B、C等电势，等电势，A、D等电势。等电势。因此因此UABUACUDC18 V。当当S断开时，电容器断开时，电容器C1所带电荷量为所带电荷量为Q1C1UAC610618 C1.08104 C。Q1C1UAC610612 C0.72104 C。电容器电容器C1所带电荷量的变化量为：所带电荷量的变化量为：QQ1Q13.6105 C。“”号表示减少。号表示减少。答案答案18 V减少了减少了3.6105 C 电容器极板间有绝缘介质，直流电流不能通过，因电容器极板间有绝缘介质，直流电流不能通过，因此电阻与电容器串联时，电阻

21、无电流通过，电阻两端电此电阻与电容器串联时，电阻无电流通过，电阻两端电压为零；电阻与电容器并联时，电容器两端电压与电阻压为零；电阻与电容器并联时，电容器两端电压与电阻两端电压相等。两端电压相等。1(对应要点一对应要点一)某电池当外电路断开时的路端电压为某电池当外电路断开时的路端电压为3 V，接上接上8 的负载电阻后其路端电压降为的负载电阻后其路端电压降为2.4 V，则可以断，则可以断定该电池的电动势定该电池的电动势E和内阻和内阻r为为 ()AE2.4 Vr1 BE3 Vr2 CE2.4 Vr2 DE3 Vr1 解析：解析：由题知，电源的电动势为由题知，电源的电动势为3 V，接入外电阻，外电，接入外电阻，外电压为压为2.4 V，IU/R0.3 A，由，由IE/(Rr)解得解得r2 。答案：答案：B2(对应要点二对应要点二)如图如图279所示，所示，A、B、C三只电灯均能发光，当把三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头滑动变阻器的触头P向下滑动时，向下滑动时，三只电灯亮度的变化是三只电灯亮度的变化是 ()AA、B、C都变亮都