高中物理必修三电能能量守恒定律讲义

1、Chapter12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.榇理教材夯实基础、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=UI1.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kWh),也称“度”，1kWh=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=7=UI.单位：瓦特，符号为W.意义：表示电流

2、做功的快慢.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，跟导体的电阻及通电时间成正比.(2) 表达式：Q=l2Rt.2. 热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率.表达式：P热=I2R.(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，还有一部分转化为内能，即P电=戶机+P损，其中P电=皿，P损=I2R.电机损电损(5即学即用1判断下列说法的正误.(1) 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电流所做的功.(V)电热Q=l2R

3、t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=l2Rt，此式适用于任何电路.(V)U2(6) 三个公式P=UI、P=I2R、P=R没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率.(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Q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=22Rt=2/2Rt=2Q.探究重点提升素养一、电功和电热【导学探究】电吹风工作时，将电能转化为什么能？

4、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热率.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，即升眷=升12(2) 并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1=P2R=-=PR=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

5、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，额电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额且P额=卩额I额额额.额额额.(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.现有额定电压均为110V、额定功率PA=100W、PB=40W的灯泡两盏，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()答案C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灯泡有P=UI=R，可知RARB.对于A电路，由于RaUA，且UB110

6、V，B灯被烧毁，UAV110V，A灯ABBABA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=110V，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=110V，两灯可以正常发光.比较C、D两个电路，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)X110V，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“

7、100kQ8w”的电阻和一个标有“300kQ1W”的电阻串联，作为400kQ的电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的21最大功率为()11A. 2WB6W答案BegWD.1W由P=I2R可知,流过两电阻的电流=18100000A0.001A.解析18300000Aa0.00065A.则串联时的最大电流约为0.00065A；此时300kQ的电阻达到额定值，100kQ电阻消耗的功率为其功率的*则有最大功率Pm=i22(r1+r2)=|x8w+8w=6W，故选B.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

8、：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PP出+戶热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K1-电功和电热的关系W=Q即IUt=l2RtW=Q+E其他UIt=I2Rt+E其他电功率和热功率的关系P=P热，即IU=l2RP=P热+p其他即IU=I2R+P其他欧姆定律是否成立U=IR，1=#成立UIR,/vR不成立说明W=UIt、P=UI适用于任何电路计算电功和电功率电Q=bRt、P=I2R适用于任意电路计算电热和热

9、功率热只有纯电阻电路满足W=Q，P=P；非纯电阻电路WQ，电热PP电热（多选）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（A. 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=l2Rt=Rt只适用于纯电阻电路C. 在非纯电阻电路中，UIl2RD. 焦耳热Q=l2Rt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=u，p焦耳热Q=（U）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=R只适用于纯电阻电路，B正确.在非纯电

10、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=l2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D正确.（2018成都市高二期末）一台小型电动机在6V电压下正常工作，用此电动机提升重为10N的物体时，在10s内使该物体在竖直方向匀速上升了1.1m,上述过程中，通过电动机的电流为0.2A.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）1.1W（2）2.50解析（1）物体做匀速直线运动，则拉力：F=G=10N、x1.1物体上升的速度：v=；=斋m/s=0.11m/s电动机输出的机械功率为：P=Fv=10X0.11W

11、=1.1W机（2）电动机的输入功率为：P=UI=6X0.2W=1.2W入根据能量关系P=p+P.入机热得发热的功率为：P=P-P=1.2W-1.1W=0.1W热入机又：P=I2r,得线圈电阻为：r=2.50.热针对训练小型直流电动机（其线圈内阻为r=l0）与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R=50的电阻串联，然后接至U=12V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：OH图1（1）通过电动机的电流；（2）电动机的输出功率P出;出（3）电动机的效率.答案（1）0.6A（2）2.04W（3）85%P4解析（1）流经灯泡的电流/=u=4A=1Aul4流经电阻R的电流I=

12、r=gSr5A=1.6A流经电动机的电流I=AIL=0.6A.RL（2）电动机消耗的总功率P=ULI=4X0.6W=2.4W电动机的热功率P=I2r=(0.6)2X1W=0.36W热电动机的输出功率P=PP=2.4W0.36W=2.04W出热(3) 电动机的效率：P2.04n尹X100%=亓X100%=85%.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

13、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，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（）串并A.1：1B.2：1C.4：1D.1：4答案CRTJ2解析设每个电阻丝的电阻为R,则R=2R,R=R,由Q=U得t:t,=4：1,C正确.串并2R串并3.（纯电阻电路功率的分配及计算）

14、把6个相同的电灯接成如图2甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器RR2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RR2大小满足（）厂Hg砖&甲A. R2=9R1B.R2=6R1C.R2=3RD.R=R2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Pr1=Pr2，即（3I）2R1=I2R2，故R2=9R1,所以选项A正确.4. （非纯电阻电路功率的计算）（2018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，电流表和电压表的示

15、数分别为0.5A和1.0V；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2.0A和15.0V.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）图3答案22W2Q解析电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V时，电动机不转动,则其线圈电阻厂=牛1=10=05Q=2Q,当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0A和15.0V,则电动机的总功率P=总U2I2=15.0X2.0W=30W.线圈电阻的热功率P=厶2r=2.02X2W=8W.所以P=P-p=22W输出总热课时对点练丫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U-I图

16、像，则这两个电阻的阻值之比R:R2、把这两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P：P2以及并联后接入电路时消耗功率之比PJ：P2分别是（）图1A. 2：12:11:2B. 2：11:22:1C. 1：21:22:1D. 1:22:11:2答案A2. （多选）有两个灯泡L、L2，额定电压均为6V，额定功率分别为6W、3W,将它们接在电路中，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4.5WC. 若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9WD. 若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W答案BCPU2解析当

17、两灯泡串联时，电流相等，L1的额定电流为I=u=1A，电阻R=p=6Q,L2U1P1pU2的额定电流为I=U=0.5A,电阻R=-jp-=12Q要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电U2P2流为0.5A，最大功率为P=I2R+I1R=4.5W，故A错误，B正确；当两灯泡并联时，max2122电压相等，当电压为6V时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9W，故C正确，D错误.3. 将两个定值电阻R、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P,R2消耗的功率为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

18、小D两个电阻消耗的总功率为12P答案D解析当RR2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：R1=3R2;当把它们串联在电压为4U的电源两端时，电路中的电流1=4U=U3R2+R2=RI故通过R2的电流不变,电压不变,所以R2的电功率不变，仍为3P,，故B、C错误；R,两端的电压U、=IR、=X3R2=3U，故21111R22A错误；两个电阻消耗的总功率P=UI=4UU=12P,，故D正确.R214.四盏灯泡接成图2所示的电路，a、c灯泡的规格为“220V40W”，b、d灯泡的规格“220V100W”，各个灯泡的

19、实际功率都没有超过它的额定功率.则下列选项正确的是A.C.P=PPb=PdacbdPPPbPdacbdD.PPRb=Rd，故Rb=Rd，由串联电路的特点可知Ub=Ud，又因为acbdabcdabcdUa=Ub，Uc=Ud，故PaPb，PcPd，Pa=Pc，Pb=Pd，所以Pa=PcQ，B对，A、C、D错.6. （2018福建师大附中高二期末）如图3所示，电动机M的线圈电阻为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（）热出.图3B.P=U/+/2rC.PU2热rD.P出卄I2r答案

20、D解析电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为/1r，联立得寻，故A错误，B正确；根据焦耳定律得Q1=12Rt=URrt,Q2=12rtPB=PC.PDPAPBPD.PBPCPDP答案C解析根据R=Up得，Ra=RbVRc=Rd.由电路图知，UB=UC,根据P=U知PBPC；因为IA=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，Pppp所以ppppPA厂BPDPCPDPAPB12. (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=4Q,电动机的内阻r=1。，恒定电压U=12V.当S闭合、S2断开时，理想电流表A示

21、数为I；当S、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2=5A.求：(1) 理想电流表的示数I1及电炉子发热功率；(2) 电动机的输出功率.答案(1)3A36W(2)20W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：U12c人=R=才A=3A其发热功率为：=I,2R=32X4W=36W;R1(2) 当S、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：I3=I2_I1=2A，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3=P出十中，代入数据解得：P=20W.出13. 一台电风扇的额定功率是60W,内阻为20,当把它接在220V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

22、能转化为机械能？(2) 若接上电源后，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)0.27A59.85J(2)110A24200W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=U=2|0A0.27A，由能量守恒定律得W=Q+E，则E=W-Q=Pt-l2rt59.85J.、U220,U22202(2) 电风扇不转动时，相当于纯电阻，所以I=；=厂A=110A，实际消耗的电功率P=W=24200W.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，电风扇将被烧坏.拓展提升练14. 图10为电

23、动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r=1Q电动机两端的电压为5V,电路中的电流为1A,重物A所受的重力为20N,不计摩擦力.(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10s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)1W(2)5W4W(3)2m(4)80%解析根据焦耳定律，热功率为P=l2r=12X1W=1W.热(2) 输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P=IU=1X5W=5W.入输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P=PP=5W-1W=4W.出入热(3) 电动机输出的功率用来

24、提升重物，转化为机械功率，在10s内有Pt=Gh.岀Pt4X10解得h=G=20m=2m.(4) 机械效率n=P出X100%=80%.入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.梳理教材夯实基础一、电动势1. 非静电力的作用：把正电荷从负极搬运至I正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加.2. 电源(1) 定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转

25、化为电势能，在电源外部，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能.3电动势(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷量q的比值.定义式：E=W-.单位：伏特(V).q(3) 物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量.(4) 决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关.二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1. 闭合电路中的能量转化(1) 时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W=Eq=EH.(2) 时间t内外电路产生的内能为Q外=l2Rt.内电路产生的内能为Q内=l2rt.夕卜内根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W=Q

26、b+O，即EIt=l2Rt+l2rt.夕卜内2. 闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路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比.E(2) 表达式：/=R+r(3) 另一种表达形式：E=UU即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和.外内-三、路端电压与负载的关系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E(1) 当外电阻R增大时，由I=Rr可知电流I减小，路端电压U=E-Ir增大.E(2) 当外电阻R减小时，由I=Rr可知电流I增大，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E势.

27、当电源短路时，外电阻r=o,此时i=O即学即用1判断下列说法的正误.(1) 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)W(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q(V)(3) E=U+Ir适用于任何电路.(V)某电源电动势为10V,内阻为20,外接一线圈电阻为80的电动机，则电路中的电流为1A.(X)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)(7) 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2V的电源跟一个阻值R=90的电阻接成闭合电路，

28、理想电压表测得电源两端电压为1.8V,则电源的内阻为0.图1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)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

29、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.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.W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1C的正电荷在电源内从负极移送到正

30、极所做的功.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.R龍路图2(1) 在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化

31、？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) EItI2rtIiRtEIt=l2Rt+I2rtE(3) E=IR+Ir或1=甬【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.外电路图32. 闭合电路欧姆定律的几种表达形式E(1)I=R+7E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻

32、的闭合电路.Ub=EIr，E=U外+U内适用于任意的闭合电路.夕卜夕卜内(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“4V,8W”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1A,这时电阻R两端的电压为5V.求：(1) 电阻R的阻值；(2) 电源的电动势和内阻.答案(1)5Q(2)6V1Q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=#=1Q=5Qp8当开关S接a时，Ui=4V,/=U=4A=2A当开关S接b时，U2=5V,I2=1A根据闭合电路欧姆定律得：E=U1+/1r，E=U2+l2r联立得：E=6V，r=1Q.针对训练1如图5所示，电源的电

33、动势E=1.5V,内阻r=0.5Q,电阻R1=R2，当开关S1闭合、S2断开时，通过电源的电流为1A.当开关S2都闭合时，求通过电源的电流和路端电压.答案1.5A0.75V解析当S闭合、s2断开时，根据闭合电路的欧姆定律有:l1=ER1+r得R、=I一r=1Q1ERR=】.5A心直+rR1+R2E当S1、s2都闭合时，根据闭合电路的欧姆定律，有：/=硏輕路端电压U=E-lr=0.75V.三、路端电压与负载的关系【导学探究】1.在如图6所示的电路中，电源的电动势E=10V,内阻r=1Q,试求当外电阻分别是3Q、40、90时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律?答案BD25答案外电压

34、分别为7.5V、8V、9V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.2根据闭合电路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由及U由=Ir得内内U=E_Ir,U-I图像如图所示【知识深化】E1.路端电压与负载的关系：U=E-U厂EF,随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时（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

35、的内阻.2（多选）如图8所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（）A. 电源的电动势为6.0VB. 电源的内阻为120C. 电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Q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=6.0V，但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即&涪=罟盘2由闭合电路欧姆定律可得电流*0.3A时，外电阻RE=1r=18Q.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（）

36、A. 电源电动势EA=EBB. 电源内阻rA=rBC. 电源A的短路电流为0.2AD. 电源B的短路电流为0.3A答案BD解析由闭合电路欧姆定律得U=EIr，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.由题图看出，A的电动势为2.0V，B的电动势为1.5V，即有电源电动势E.F，故A错误；两图线平行，说明电源的内阻相等，即r.=rn，故B正确；电源AABAB的短路电流为IAEa=rA2.01.0A=0.4A，故C错误；电源B的短路电流为0.10.2A=0.3A，故D正确.随堂演练逐点箔实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

37、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，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电力大于静电力，C错误；根据电动势的定义式E=WW可知，D正确.2. （路端电压与负载的

38、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（）A. 电源电动势为2VB. 电源内阻为1。C. 电源短路时电流为6AD. 电路路端电压为1V时，电路中电流为5A答案AD人Uj12e2解析由UI图像可知，电源电动势E=2V,，=I人71=6Q=0.2Q,I=o2A=10A，I6短r0.2A正确，B、C错误;当U=1V时，I=EUr0

39、.2A=5A，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800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Q的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（）A.0.1VB.0.2VC.0.3VD.0.4V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=800mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流1短#，所以电池板内阻甘册=2。，该电池板短E800mA=20mA，所以路端电压与20q的电阻连成闭合电路时，电路中电流i=rt=20+20U=IR=400mV=0.4V，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

40、路中，电源电动势E=1.5V,内阻r=0.6Q,电阻R1=3Q,电阻R=4Q,电阻R=6Q.电压表为理想电表，闭合开关S,求:图11（1）通过电源的电流大小；电源的内电压和电压表的示数.答案(1)0.25A(2)0.15V0.6V解析（1）R2、R3并联后与R1串联，则R2、R3并联电阻23R2R3R2+R3=2.4QE干路电流1=0.25Ar+R1+R23（2）电源的内电压Ur=Ir=0.15V,电压表的示数即为R2、R3的并联电压，U=IR23=0.6V课时对点练V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

41、特VB. 干电池和铅蓄电池的电动势是不同的WC. 电动势E可表示为E=W，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A正确；干电池的电动势W为1.5V，而铅蓄电池的电动势是2V，故B正确；电动势E可表示为=一，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，

42、电动势会发生变化B. 1号1.5V干电池比7号1.5V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

43、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=2Q时，理想电压表的示数U=4V,已知电源的电动势E=6V,贝）图1A. 此时理想电流表的示数是2AB. 此时理想电流表的示数是3AC. 电源的内阻是10D. 电源的内阻是20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=2A，再由闭合电路欧姆定律有E=U+lr，可得r=10，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

44、电动势为3.2V，电阻R的阻值为300,小灯泡L的额定电压为3V，额定功率为4.5W.当开关S接位置1时，电压表的读数为3V,假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是（）27A. 电源的内阻为40B. 小灯泡的电阻为20C. 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3V答案BC解析灯泡的额定电流=A=1.5A,电阻RUl=0=20,当开关接1时,2能力综合练29U3通过电阻R的电流I=R=30A=0.1A,根据闭合电路欧姆定律E=U+lr，代入数据可得rE32=20,故A错误，B正确；当开关接2时，灯泡电流I=r|=2|2A=0.8A,小于灯泡的额定电流，

45、实际功率小于其额定功率，则灯泡L不能正常发光，会很暗，此时灯泡两端的电压为ULf=IJRl=0.8X2V=1.6V,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，以下说法错误的是（）图3A. 灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B. 灯多时各灯两端的

46、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7两个电源的U-I图像如图4所示，从图像中可以看出（）图4A. 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=EIr，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，a的电动势较大，图像斜率的绝对值表

47、示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故a的内阻较大，故A正确.8. （多选）（2018武钢三中期末）将两个不同的电源甲、乙的伏安特性曲线描绘在同一坐标系中,其关系如图5所示则下列分析正确的是（）图5A. 两图线的交点表示两电源所接的外电阻相等B. 两图线的交点表示两电源在该状态下的内电压相等C. 电源甲的电动势大D. 电源甲的内阻小答案AC解析在路端电压与总电流的关系图线（UI图线）中，图线在U轴上的截距表示电源的电动势E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见EE乙，r甲r乙，C正确，D错误；题图中两直线的交点坐标为（I.U1），由R=可知，路端电压都为U时，它们的外电阻相等，A正确；由U=I

48、r可知，电流都是I时，因r不相等，故两电源内电压不相等，B错误.9. (2018上海复旦附中期中)有两个相同的电阻，阻值均为R,串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I,若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为，则该电源的内阻是()A.RB.RC.4RD.r35答案解析E21E由闭合电路的欧姆定律得，两电阻串联时I=2R+,两电阻并联时gI=2R，解得r厂2+r=4R,故选C.10. (2018时杨中学高二上期中)如图6所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1.0Q,电阻R=9.0Q,R2=15Q,理想电流表A的示数为0.4A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.图6答案30Q1.2W解析孑丛二6V,由闭合电路欧姆定律，有E=U2+l(R1+r)解得I=0.6AI3=I_I2=0.2A，R3=1，U3=U23解得R3=30Q,P3=电源的电动势和内阻;3U3=1.2W1