高二物理闭合电路的欧姆定律

1、第七节 闭合电路的欧姆定律课标解读1.理解内外电路的电势降落,理解闭合电路欧姆定律,并能熟练应用其解决有关电路的问题.2.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,知道电源的电动势等于内 外电路上电势降落之和.3.理解路端电压与负载的关系.课前自主学习一 闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的组成(1)外电路:电源外部的电路称为外电路,外电路中沿电流方向电势降低.(2)内电路:电源内部的电路称为内电路,内电路中沿电流方向电势升高. (3)闭合电路由内电路和外电路组成,内电路中的电阻称为电源内阻,内阻上所降落的电压称为内电压;电源外电路两端的电压称为外电压或路端电压.2.闭合电路的欧姆定律(1

2、)内容:闭合电路里的电流跟电源电动势成正比,跟内 外电路的电阻之和成反比. U2.U:EIERr外内表达式或二 路端电压与负载的关系1.外电阻R增大时,电流I减小,外电压U外增大,当R增大到无穷大(断路)时,I=0,U外=E.2.外电阻R减小时,电流I增大,路端电压U外减小,当R减小到零(短路)时,. 0IUEr外知识梳理图课堂互动探究一 描述闭合电路的基本物理量1.内电路 内电阻 内电压将电源和用电器连接起来,就构成了闭合电路.如图所示,电源内部的电路称为内电路.内电路的电阻称为电源的内阻,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.2.外电路 外电压(又称路端电压)电源外部

3、的电路叫外电路.外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示.3.电动势 内电压 外电压三者的关系E=U外+U内即在闭合电路里,电源电动势等于内外电压之和.注意:1.用电压表接在电源两极间测得的电压是外电压U外,即路端电压,不是电源的内电压,也不是电源的电动势,一般U外r时,随着R的增大输出功率越来越小.(3)当Rr时,随着R的增大输出功率越来越大.(4)当P出U2B.U1=U2C.U1U2D.条件不足,无法确定U1和U2的大小关系解析:触头向右移动时,电路中总电阻变小,总电流I总变大,路端电压变小,UR2变大,而UR1变小.由U路=UR1+UR2可知:U1的减少量U1一定比U2的增加量

4、U2多.答案:A提升能力7.如下图所示是某电源的外特性曲线,则下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12C.电流为0.5A时的外电阻是0D.电源的短路电流为0.5A解析:由电源的外特性曲线可知,当电路中电流为零时的外电压即为电源电动势,即A选项正确;由闭合电路欧姆定律,E=U+Ir,即6.0=5.2+0.5r,解得r=1.6,故B选项错误,由图象可知C D选项错误.答案:A8.(2007重庆理综)汽车电动机启动时车灯会变暗,如图所示.在打开车灯的情况下,电动机未启动时的电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05,电流表内

5、阻不计,则因电动机启动,车灯的功率下降了多少()A.35.8WB.43.2WC.48.2WD.76.8W解析:电动机未启动时U灯=E-I1r=(12.5-100.05)V=12V电灯功率P灯=U灯I=120W电动机启动时,U灯=E-I2r=(12.5-580.05)V=9.6V设灯电阻不变,由可得电功率的减少量P=P灯-P灯=(120-76.8)W=43.2W.2,UPR()276.8UPPWU灯灯灯灯答案答案:B9.(2009广东)如图所示,电动势为E 内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作.如果再合上S2,则下列表述正确的是()A.电源输出功率减小B.

6、L1上消耗的功率增大C.通过R1上的电流增大D.通过R3上的电流增大解析:合上S2之前,R3与L3串联后与L1、L2并联,最后与R1串联.合上S2之后,在并联电路部分又增加了一个并联的支路,电路的总阻值减小,电路中总电流也即流过R1的电流增大,C正确.因电源的内阻不计,则电源的输出功率P=IE增大,A错误.通过R1中的电流增大时R1两端电压升高,则并联电路部分的两端电压就降低,L1消耗的功率降低.通过R3与L3的电流减小,B D皆错误.答案:C10.如下图所示的电路中E=3V,r=0.5,R0=1.5,变阻器的最大阻值Rm=10.(1)当变阻器的阻值R=_时,变阻器消耗的功率最大,为_W.(2

7、)当变阻器的阻值R=_时,电阻R0消耗的功率最大,为_W.2 1.12503.375 0020202000: 1R,RRr2,PI R 2349921.125.1R,RPI R1.51.5W3.375W6830,1.52.EIARRrWWWERIAARr 解析将归入内电阻 则当变阻器时 变阻器消耗的功率最大 此时变阻器消耗的功率电阻为定值电阻 当通过的电流最大时 它消耗的功率最大此时变阻器消耗的功率11.在如下图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻r=1.0 ;电阻R1=10 ,R2=10 ,R3=30 ,R4=35 ;电容器的电容C=100 F.电容器原来不带电,求接通电键S后流过

8、R4的总电量.123123334423():,UEIrRURQCUQ2.0 10 C.,R RRRrRRREIRRURR解析 由电阻的并联公式 得闭合电路的总电阻为由欧姆定律得 通过电源的电流电源的路端电压电阻两端的电压通过的总电量就是电容器的电量由以上各式并代入数据解得答案答案:2.0:2.01010-4-4 C C12.如下图为电子秤的原理图,托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接,当托盘中没有放物体时,电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R,总长度为l,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值R0,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想表.当托盘上放上某物体时,电压表的示数为U,求此时称量物体的质量.00:m,xkxmgx,().RUIxlEIRRrUlk RRrmERg解析 设物体质量为弹簧压缩量为 则当滑动变阻器的触头下移 时电压表的示数由闭合电路欧姆定律知由得0(:)Ulk RRrERg答案13.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 ,电阻R=3 ,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V,求重物匀速上升时的速度大小.(不计