高中物理必修三电能能量守恒定律讲义

1、Chapter 12第十二章 电能 能量守恒定律1电路中的能量转化学习目标1 .理解电功、电功率、电热、热功率及它们之间的关系.2.应用焦耳定律解决相关问题.3.区分 电功和电热，会在非纯电阻电路中正确计算电功和电热.梳理教材夯实基础一、电功和电功率1 .电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式：W= Ult.单位：焦儿符号为 J.常用的单位：千瓦时(kW h),也称“度二,1 kW h= 3.6X106j.2 .电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比., W .(2)公式：P=y=ui.单位：

2、瓦特，符号为 W(4)意义：表示电流做功的快，鱼二、焦耳定律1 .焦耳定律(1)内容：电流通过导体产牛的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电限及通电时迎成正比.(2)表达式：Q = j3Rt.2 .热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率.(2)表达式：P热=虫.(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量.三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转 化为亚P,即 P电=P机+ P-,其中 P电 = UI，P损=I2r。即学即用1 .判断下列说法的正误.电功率越大，表示电流做功越多.（X ）（2）电功W= UIt可以用来计算所有电路中

3、电流所做的功.（V ）电热Q=I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.（V ）（4）电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热.（V ）（5）焦耳定律的表达式为 Q=I2Rt,此式适用于任何电路.（V ）CU2、r（6）三个公式P=UI、P=I2R、P=U-没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中 P都R是电功率.（X ）2 .通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为 Q,若电阻为2R,电流为 则在时 间t内产生的热量为.答案!1I C解析 根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的2,时间不变，Q = 2 2 2R t = 2I2R

4、t=2Q.探究重点提升素养一、电功和电热I导学探究】电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案 电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能.电熨斗工作时，将电能转化为内能.【知识深化】1 .电功和电功率W= UIt是电功的计算式，P = UI是电功率的计算式，适用于任何电路.2 .电热和热功率Q= I2Rt是电热的计算式，P热=I2R是热功率的计算式， 可以计算任何电路产生的电热和热功 率.3 .串、并联电路的功率分配关系串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即Pl=P2=- = Pn=i100 kQ - W 的电阻和一 8.R1 R2Rn(2)并联电路中各个电

5、阻的电功率跟它的阻值成反比，即PlRl = P2R2=- = PnRn=U2(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和.4 .额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率.当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额.且P额=U额I额.例现有额定电压均为(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率.为了使用电器不被烧毁，要求实 际功率不能大于其额定功率.110 V、额定功率Pa= 100 W、Pb=40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小

6、的电路是20解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对U2 一灯泡有P= UI =可知RavRb.R对于A电路，由于 RavRb,所以UbUa,且Ub110 V, B灯被烧毁，UaV 110 V, A灯 不能正常发光.对于B电路，由于 RbRa, A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于Rb,所以UbU并，B灯被烧毁，A灯不能正常发光.对于C电路，B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于Ra,所以可能Ua = Ub= 110 V,两灯可以正常发光.对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则 Ua=Ub= 110 V,两灯可以正常发光.比较C、D两个电路，

7、当灯A、B均正常发光时，由于C电路中滑动变阻器功率为(Ia Ib)X110V,而D电路中滑动变阻器功率为(Ia+Ib)X110 V,所以C电路消耗电功率最小.(2019深圳市高二检测)有人在调制电路时用一个标有个标有“ 300 kQ 8 W”的电阻串联，作为400 k皿电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的最大功率为()1111A - W B- W C- W D- W2684答案 B解析 由p=i2R可知，流过两电阻的电流l1=yRR1 = j 1o0000 A0.001 A.P28I2=Nrt V30000 a-0.000 65 A.则串联时的最大电流约为0.000 65 A;此时300 kQ的

8、电阻达到额定值，100 ka电阻消耗的功率为其功率的J；则有最大功率 Pm= I22 (R1+ R2)=xW + 3 W=5 W,故选B.33 886二、电路中的能量转化1.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能.(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电 流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能.例如电动 机P总=P出+ P热.2.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况W电功和电热的关系W= Q即

9、 IUt = I2RtW= Q+E其他UIt = I2Rt+ E 其他电功率和热功率的关系P= P 热，即 IU = I2RP= P热+ P其他即IU = I 2r+ p其他欧姆定律是否成立U= IR,卜晟成匕UIR, IW不成立R说明w= UIt、P电=UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q=I2Rt、P热=I2R适用于任意电路计算电热和热功率只有纯电阻电路满足 W= Q, P电=P热；非纯电阻电路 WQ, P电P热(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是例9A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多U2B. W= UIt适用于任何电路，而 W= I2Rt=t只适

10、用于纯电阻电路RC.在非纯电阻电路中，UII2RD.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路答案 BCD解析 电功率公式p=，表示电功率越大，电流做功越快.对于一段电路，有P=IU,I = 焦耳热Q =(P)2Rt,可见Q与P、U、t、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错误.W= UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I = U只适用于纯电阻电路，B正确.R在非纯电阻电路中，电流做的功=焦耳热+其他形式的能，所以 WQ,即UII2R, C正确.Q= I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D正确.例. (2018成都市高二期末)一台小型电动机在 6 V电压下正常工作，用此电动机提升重为 10

11、N的物体时，在10 s内使该物体在竖直方向匀速上升了 1.1 m,上述过程中，通过电动机 的电流为0.2 A.不计除电动机线圈发热外的其他能量损失.求：(1)电动机输出的机械功率；(2)电动机线圈的电阻.答案(1)1.1 W (2)2.5 Q解析(1)物体做匀速直线运动，则拉力： F = G=10 N物体上升的速度：v = x= 11m/s=0.11 m/s t 10电动机输出的机械功率为：P机=Fv= 10X0.11 W=1.1 W(2)电动机的输入功率为：P入=UI = 6 X 0.2 W= 1.2 W根据能量关系P入=P机+ P热，得发热的功率为：P热=P入一P机=1.2 W-1.1 W

12、=0.1 W又：P热=I2r,得线圈电阻为：r=2.5 Q.针对训练 小型直流电动机(其线圈内阻为r=1 后规格为“ 4 V 4 W”的小灯泡并联，再 与阻值为R=5 的电阻串联，然后接至 U= 12 V的电源上，如图1所示，小灯泡恰好正常 发光，电动机正常工作，求：通过电动机的电流；（2）电动机的输出功率 P出；电动机的效率.答案 （1）0.6 A （2）2.04 W （3）85%解析（1）流经灯泡的电流lL = -P-=4 A=1 AUl 4流经电阻R的电流Ir=U-Ul-R一12 45A = 1.6 A流经电动机的电流 I=IrIl=0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P =UlI =

13、4X 0.6 W=2.4 W电动机的热功率P 热=I2r=(0.6)2x 1 W = 0.36 W电动机的输出功率 P出=P -P热= 2.4 W-0.36 W=2.04 W电动机的效率：ri= J X 100%= 204X 100%= 85%.1 P2.4随堂演练逐点落实1.（电功、电功率的概念）（多选）关于电功和电功率，下列说法正确的是（）A.电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能B.电功率越大，电流做功越多C.电功率越大，电流做功越快D.在相等时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定越多答案 AC解析 从电功实质可知 A正确；电功率是描述电流做功快慢的物理量，B错误

14、，C正确；额定功率是用电器正常工作时的功率，而电流做功的多少由用电器的实际功率和做功所用时间 共同决定，D错误.2.（焦耳定律的应用）（2018北京师大二附中期中）取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻 丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压.若两次两电阻丝产生的热量均为Q,第一次用时t串，第二次用时t并，则先后两次所用时间之比为（）A. 1 ： 1B. 2 ： 1C. 4 ： 1D. 1 ： 4答案 C解析 设每个电阻丝的电阻为 R,则R串= 2R, R并=R,由Q = U2t得t串：t并=4： 1, C正确. 2R3.（纯电阻电路功率的分配及计算 ）把6个相同的电灯接成

15、如图 2甲、乙所示两电路，通过调 节供电电压与变阻器 R、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率 也相同，则 Ri、R2大小满足（）B. R2=6RiD. Ri= R2A. R2=9Ri C. R2=3Ri 答案 A 解析 设每个灯泡正常发光时的电流为I,则题图甲中总电流为 3I,题图乙中总电流为I;要使两电路消耗的总电功率也相同，需使Pri=Pr2,即（3I）2Ri= I2R2,故R2=9Ri,所以选项 A正确.4.（非纯电阻电路功率的计算）（20i8天津市实验中学期中）在研究微型电动机的性能时，可采 用如图3所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时，电流

16、表和电压表的示数分别为0.5 A和i.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数 分别为2.0 A和i5.0 V.求该电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.（电流表和电压表均为理想电表）4_/1图3答案 22 W 2 a解析电流表和电压表的示数分别为0.5 A和i.0 V时，电动机不转动，则其线圈电阻=4Ii i.0 = 0.5 0=2 q当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A和i5.0 V,则电动机的总功率 P总=U2I2= i5.0X 2.0 W=30 W.线圈电阻的热功率 P热=122r = 2.02X 2 W= 8 W.所以P输出=P总一

17、P热=22 W课时对点练夕基础对点练考点一电功、电功率1.如图1所示为两个电阻的 UI图像，则这两个电阻的阻值之比Ri ： R2、把这两电阻串联后接入电路时消耗功率之比Pi ： P2以及并联后接入电路时消耗功率之比Pi : P2分别是图1A. 2：12：11：2B. 2：11：22：1C. 1：21：22：1D. 1：22：11：2答案 A6 W、3 W ,将它们接在2.（多选）有两个灯泡L1、L2,额定电压均为6 V,额定功率分别为电路中，下列说法正确的是 （）A.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9WB.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC.若将它们并联接在电

18、路中，两灯泡的总功率最大为9 WD.若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W答案 BC解析 当两灯泡串联时，电流相等，L1的额定电流为PL a电阻U12R1承=6 Q, L2 P2-U22的额定电流为l2=P-= 0.5 A,电阻R2=U-=12 要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电 U2P2流为0.5 A,最大功率为Pmax= I22R1+I22R2 = 4.5 W,故A错误，B正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为 6 V时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W,故C正确，D错误.3.将两个定值电阻 R1、R2并联在电压为 U的电源两端，R1消耗的功率为P1, R2消

19、耗的功率为3P1,当把它们串联在电压为 4U的电源两端时，下列说法正确的是 （）A. R1两端的电压为UB. R2消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.两个电阻消耗的总功率为12P1答案 D解析 当Ri、R2并联在电压为U的电源两端时，两电阻两端的电压均为U,根据P=IU,功率之比等于电流之比，根据并联电路电流和电阻的关系，可知：Ri=3R2；当把它们串联在电压为4U的电源两端时，电路中的电流I= cc4U c = U，故通过R2的电流不变，电压不变，3R2 R2 R2所以R2的电功率不变，仍为 3P1,故B、C错误；Ri两端的电压Ui= IRi = -U-x 3R2=3U,故 R2A错误；

20、两个电阻消耗的总功率P = U I = 4U U=i2Pi,故D正确.R24.四盏灯泡接成图 2所示的电路，a、c灯泡的规格为“ 220 V 40 W： b、d灯泡的规格 为“220 V i00 W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率.则下列选项正确的是（）- U 图2A. Pa=PcPbPdC. PaPcPbPdD, PaPcRb=Rd,故Rat= Rcd ,由串联电路的特点可知Uab=Ucd,又因为Ua=Ub, Uc= Ud,故 PaPb, PcPd, Pa=Pc, Pb= Pd,所以 Pa=PcQ, B对，A、C、D错.6.（20i8福建师大附中高二期末）如图3所示，电动机 M的

21、线圈电阻为r,接入电压恒为 U的 电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为 I、消耗的电功率为 P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出.则下列关系式正确的是（）P01图3A. I = UU-B. P=UI +I2rcU22C. p 热=：D. P 出=5 I2r答案 D解析 电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为IIr,联立得 ?半，故A错误，B正确；根据焦耳定律得 Q1= I2Rt=_URt,= I2rtt,故C错误；电流通过电阻 R做功W1=Q1=I2Rt=U：t,电流流过电动机做功 rr一U22 皿 = U2ltPb = PcC.PdPaPbPcD.PbPcPd

22、Pa分别为Pa、Pb、Pc、Pd.则实际功率的大小关系为 （）解析根据R= U2得,ra= Rbv Rc= Rd.由电路图知，Ub=Uc,根据 P =PbPc;因为答案 CIa = Id,根据P=I2R知，PdPa.流过A、D的电流大于流过 B、C的电流，由P=I2R知,PaPb, PdPc,所以 PdPaPbPc.12.(2019启东中学高一下期末)如图9所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R= 4 R 电动机的内阻r=1 ，恒定电压U=12 V.当Si闭合、S2断开时，理想电流表 A示数为Ii;当Si、S2同时闭合时，理想电流表 A示数为12=5 A.求:图9(1)理想电流表的示数I

23、i及电炉子发热功率；(2)电动机的输出功率.答案 (1)3 A 36 W (2)20 W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得:U 12|1 = R=T A=3 A其发热功率为：Pr= |12R= 32X 4 W = 36 W;(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为:I3= I2 - 11 = 2 A,电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：Ul3=P出 + l32r,代入数据解得：P出=20 W.13 . 一台电风扇的额定功率是60 W,内阻为2 0当把它接在220 V的电压下时可以正常运转.(1)求电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能?(2)若接上

24、电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率 多大？此时可能会发生什么问题？答案 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏解析(1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P=UI,所以I = p=220 A-0.27 A,由能量守恒定律得 W= Q + E,则 E=W Q= PtI2rt= 59.85 J.(2)电风扇不转动时，相当于纯电阻，所以I =r = 220 A=110 A,实际消耗的电功率P=U2 2202r = 2W= 24 200 W.由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率,且电能全部转化为内能，电风扇将

25、被烧坏.V拓展提升练14 .图10为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r=1 0,电动机两端的电压为5 V,电路中的电流为1 A,重物A所受的重力为20 N,不计摩擦力.图10(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)电动机在10 s内可以把重物 A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？答案 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%解析(1)根据焦耳定律，热功率为P热=I2r=12X1 W=1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即 P入= IU = 1X5 W=5 W. 输出功率等于输

26、入功率减去发热消耗的功率，即 P出 = P入一P热=5 W-1 W=4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物，转化为机械功率，在 10 s内有Pt=Gh.初/曰P出t 4X10斛得 h= = m = 2 m. G 20P出(4)机械效率 Y= PX 100% = 80%.2闭合电路的欧姆定律学习目标1.知道电源的作用，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系，知道电动势的概念2能够根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律.3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系.梳理教材夯实基础1 .路端电压的表达式:U= E Ir.2 .路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时，

27、由I=REy可知电流I速上，路端电压 U = E-Ir增大.(2)当外电阻R减小时，由I=RE=可知电流I卷&路端电压 U = E-Ir减小.(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0, U = E.即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时，外电阻 R=0,此时I=E. r0即学即用1.判断下列说法的正误.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比.(x )(2)E = W只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定.(v )(3)E=U+Ir适用于任彳S电路.(,)(4)某电源电动势为10 V,内阻为2 Q外接一线圈电阻为 8 的电动机

28、，则电路中的电流为1 A. ( X )(5)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.(V )(6)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.(X )外电路短路时，电路中的电流无穷大. (X )2 .如图1所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值 R= 9 的电阻接成闭合电路， 理想电压表测 得电源两端电压为 1.8 V,则电源的内阻为 Q.答案 1探究重点提升素养一、电动势【导学探究】(1)电源内部的电场沿什么方向？正电荷所受静电力是正电荷运动的动力还是阻力？(2)是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极？此过程正电荷的电势能如何变化？答案 (1)电场方向由正极指向负极静电力为正电荷运动的阻力(2

29、)非静电力 正电荷的电势能增加【知识深化】1 .静电力和非静电力(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力 .(2)非静电力的来源在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能.在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能.2 .静电力与非静电力做功的比较(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功.通过非静电力做功 将其他形式的能转化为电能.(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功.静电力做功将电 能转化为其他形式的能.3 .电动势(1)电源的电动势是表征电

30、源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大.(2)公式E=W是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与 W和q无关，是由电源自身的性q质决定的，不同种类的电源电动势大小不同.(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.例电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此 ()A.电动势越大，表明电源储存的电能越多B.电动势的大小是非静电力做功能力的反映C.电动势就是闭合电路中电源两端的电压D .在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 答案 B解析 电源电动势反映

31、电源把其他形式的能转化为电能的本领，反映了非静电力做功的能力.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，故 B正确，A、C错误；在电源内 部既存在非静电力，又存在静电力，故 D错误.二、闭合电路的欧姆定律【导学探究】如图2为闭合电路的组成.外电留中电路5 V.求:22在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？(2)若电源电动势为 E,电路中的电流为I,在t时间内非静电力做功多少？内、 外电路中产生 的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？答案(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高.(2)EIt

32、 1 .闭合电路欧姆定律的几种表达形式rt I2Rt EIt= I2Rt+ I2rt(3)E=IR+Ir 或 I = RETrI知识深化】1 .内、外电路中的电势变化如图3所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高图3(1)1 =E、R+ rE=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.(2)U外=Ir, E = U外+U内适用于任意的闭合电路.例(2019聊城市期末)如图4所示的电路中，当开关S接a点时，标有“ 4 V,8 W”的小灯泡L正常发光，当开关 S接b点时，通过电阻 R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为图4(1

33、)电阻R的阻值；(2)电源的电动势和内阻.答案(1)5 Q (2)6 V 1 QU 5解析(1)当开关S接b点时，由欧姆定律得，电阻 R的阻值为R=岸=：Q= 5 Q P18(2)当开关 S接 a 时，U = 4 V, I1=U；=4 A = 2 A当开关S接b时，U2 = 5 V, I2=1 A根据闭合电路欧姆定律得：E = U1+I1r, E=U2+l2r联立得：E=6 V, r= 1 Q.针对训练1如图5所示，电源的电动势 E= 1.5 V,内阻r=0.5乌电阻R = R2,当开关S1 闭合、S2断开时，通过电源的电流为 1 A.当开关S1、S2都闭合时，求通过电源的电流和路 端电压.5

34、9图5答案解析1.5 A 0.75 V当S1闭合、S2断开时，根据闭合电路的欧姆定律EI =R1 + r得 R1 =， r= 1 QII当S1、S2都闭合时，根据闭合电路的欧姆定律，有：1 = /=三请一=13AR 总 + r R1 R2 + rR1+ R2路端电压 U=E-Ir = 0.75 V.三、路端电压与负载的关系I导学探究】1 .在如图6所示的电路中，电源的电动势E= 10 V,内阻r=1乌试求当外电阻分别是 3 Q4 Q 9 时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律?图6答案 外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.2 .根据闭合电路

35、欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U I图像答案由E = U + U内及U内=Ir得U=E-Ir, U-I图像如图所示【知识深化】1 .路端电压与负载的关系：U=E U内=三一r,随着外电阻增大，路端电压增大；当外R+ r电路开路时（外电阻无穷大），路端电压U = E;这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压 表直接测电源电动势.2 .路端电压与电流的关系：U = E-Ir.3 .电源的U-I图像：如图7所示是一条倾斜的直线，图像中 U轴截距E表示电源电动势,I轴截距I0等于短路电流（纵、横坐标都从零开始），斜率的绝对值表示电源的内阻.例 8 （多选）如图8所示是某电源的路

36、端电压与电流的关系图像,卜列结论正确的是图8A.电源的电动势为 6.0 VB.电源的内阻为12 QC.电源的短路电流为 0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Q答案 AD解析 因该电源的U I图像的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E = 6.0 V,但横轴上的截距 0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即=片|=1.（对电动势的理解）（多选）（2018南阳一中高二月考）下列关于电源和电动势的说法中正确的是（）A.电动势就是电势差，也叫电压B.电动势大的电源，其内部非静电力做功不一定多C.在外电路中和电源内部，因为正电荷都受静电力作用，

37、所以能不断定向移动形成电流D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功答案 BD力 50 Q=2 由闭合电路欧姆定律可得电流I = 0.3 A时，外电阻RI0.5 一 0=E- r= 18 故选 A、D.针对训练2 （多选）（2019成都市校级检测）A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图9所示，则下列结论正确的是（）图9A.电源电动势 Ea= EbB.电源内阻a=bC.电源A的短路电流为 0.2 AD.电源B的短路电流为0.3 A答案 BD解析 由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当1 = 0时，U=E, UI图线的斜率的绝对值的大小等于电源内阻大小.

38、由题图看出，A的电动势为2.0 V, B的电动势为1.5 V,即有电源电动势EaEb,故A错误；两图线平行，说明电源的内阻相等，即rA= rB,故B正确；电源A的短路电流为Ia= E= 2 021 0 A = 0.4 A,故C错误；电源B的短路电流为IB=EB=1 51J51 00.20.1A = 0.3 A,故D正确.随堂演练逐点落实解析电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的强弱，与电势差的定义不相同，A错误；电动势大的电源，其内部非静电力在移动相同电荷量时做功多，并不是电动势大的电源，其内部非静电力做功就多，B正确；在电源内部同时存在静电力和非静电力，正电荷能从负极到正极是因为非静

39、电力大于静电力，C错误；根据电动势的定义式E=W可知，Dq正确.2 .（路端电压与负载的关系）（多选）对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是（I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻）（）A. U随R的增大而减小B.当R=0时，U = 0C.当电路断开时，I=0, U=0D.当R增大时，U也会增大答案 BD3 .（电源的U I图像）（多选）如图10所示为某一电源的 U I图像，由图可知（）图10A.电源电动势为 2 V, 一一，1B.电源内阻为3 Q3C.电源短路时电流为 6 AD.电路路端电压为1 V时，电路中电流为 5 A答案 AD解析 由UI图像可知，电源电动势E=2

40、 V,r = |当| = 12 0=0.2 0短= E=Wa=1。A,I 16r 0.2A 正确，B、C 错误；当 U = 1 V 时，I = U=20=21 A = 5 A, D 正确.4.（闭合电路欧姆定律的应用）有一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV,短路电流 为40 mA.若将该电池板与一阻值为 20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是 （ ）A. 0.1 V B, 0.2 V C, 0.3 V D , 0.4 V答案 D解析 电池板没有接入外电路时，路端电压等于电池板电动势，所以电动势E=800 mV.由闭EE 800 10 3合电路欧姆定律得短路电流I短 = ；,所

41、以电池板内阻r=E= 40x 10 3 Q = 20口该电池板R+r 20+20与20 的电阻连成闭合电路时，电路中电流 I = = 800 mA =20 mA,所以路端电压U=IR=400 mV = 0.4 V, D 正确.5.（闭合电路欧姆定律的应用）（2018烟台市期末）如图11所示的电路中，电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.6乌电阻Ri=3 Q电阻R2=4乌电阻R3= 6 电压表为理想电表，闭合开关S,求：S 扣CZI心-In图11通过电源的电流大小；（2）电源的内电压和电压表的示数.答案 （1）0.25 A （2）0.15 V 0.6 V解析 （1）&、R3并联后与R1串联，则R

42、2、R3并联电阻R23=R2R3R2R3= 2.4 Q干路电流Er + R1 + R23= 0.25 A（2）电源的内电压 Ur= Ir = 0.15 V,电压表的示数即为R2、R3的并联电压，U = IR23=0.6 V课时对点练%基础对点练考点一电动势1 .（多选）关于电源电动势 E,下列说法中正确的是（）A.电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特VB.干电池和铅蓄电池的电动势是不同的C.电动势E可表示为E=,可知电源内非静电力做功越多，电动势越大 qD.电动势越大，表示电源内部将其他形式能转化为电能的本领越大答案 ABD解析 电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特，故

43、 A正确；干电池的电动势为1.5 V,而铅蓄电池的电动势是 2 V,故B正确；电动势E可表示为E =,可知电源内非 q静电力移送单位正电荷做功越多，电动势越大，选项 C错误；电动势表征电源把其他形式的 能转化为电能的本领大小，电动势越大，表示电源内部将其他形式的能转化为电能的本领越 大，选项D正确.2 .关于电源电动势，下列说法正确的是（）A.同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化B. 1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大，但电动势相同C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电源把其他形式的能转化为 电能越多，电动势越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理

44、意义相同，所以单位也相同 答案 B解析 电动势由电源中非静电力的特性所决定，与外电路无关，所以同一电源接入不同的电 路，电动势不会改变，故 A错误.电动势由电源中非静电力的特性所决定，跟电源的体积无 关，所以虽然1号干电池比7号干电池体积大，但电动势相同，故 B正确.电源电动势表征 了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据W= qE可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移送电荷的多少有关，故 C错误.电动势、电压和电势 差物理意义不同，单位相同，故 D错误. 考点二闭合电路的欧姆定律3 .（多选）如图1所示，当可变电阻 R= 2 时，理想电压表的示数 U = 4 V

45、,已知电源的电动 势 E=6V,则（）*图1A.此时理想电流表的示数是2 AB.此时理想电流表的示数是3 AC.电源的内阻是1 QD.电源的内阻是 2 Q答案 AC解析 题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由部分电路欧姆定律有U = IR,得I = 2 A,再由闭合电路欧姆定律有 E=U+Ir,可得r=1 0,故选项 A、C正确，选项B、D错误.4 .（多选）（2018张家口市期末）如图2所示的电路中，电源的电动势为 3.2 V,电阻R的阻值 为30 ，小货T泡L的额定电压为3 V,额定功率为4.5 W.当开关S接位置1时，电压表的 读数为3 V,假如小灯泡电阻阻

46、值不变，下列说法正确的是（ ）A.电源的内阻为 4 QB.小灯泡的电阻为 2 QC.当开关S接到位置2时，小灯泡很暗D.当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为 3 V答案 BCPl 4 5Ul3斛析 灯泡的额7E电流 Il= = A= 1.5 A,电阻Rl = = Q= 2口当开关接1时， UL 3IL 1.5通过电阻R的电流I = U=磊a = o.i a,根据闭合电路欧姆定律E=U + Ir,代入数据可得rR 30= 2 0,故A错误，B正确；当开关接2时，灯泡电流Il，= = 卫 A = 0.8 A,小于灯Rl+ r 2+2泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡 L不能正常发光，

47、会很暗，此时灯泡两端的电压为Ul =Il Rl=0.8X2 V= 1.6 V,故C正确，D错误.考点三路端电压与负载的关系5 .（多选）电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压，下列说法中正确的是（）A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B.当R增大时，路端电压也增大C.当干路电流I增大时，路端电压也增大D.因为U=E-Ir,所以当I增大时，路端电压减小答案 BD6. （2018华南师大附中期末）如图3所示，用两节干电池点亮几个灯泡，当逐一闭合开关， 以B.灯多时各灯两端的电压较低C.灯多时通过干电池的电流较大D.灯多时通过各灯的电流较大答案 D解析 由于灯泡并联在电路中， 所以接入电路的灯泡越多， 总电阻越小，电路的总电流越大， 电池的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯泡的电流越小，灯泡越暗，故选项A、B、C正确，D错误. 考点四 电源的U I图像从图像中可以看出图47 .两个电源的U I图像如图4所示,A .电池a的电动势较大，内阻较大 B.电池a的电动势较小，内阻较小 C.电池b的电动势较小，内阻较大 D.电池b的电动势较大，内阻较小 答案 A解析 根据闭合电路欧姆定律知 U = E-Ir,故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电 动势，由题图可知，