C034.闭合电路欧姆定律

1、闭合电路欧姆定律季 军2007年7月1一、闭合电路的欧姆定律的内容 讨论二、闭合电路的U-I 图象三、电源的功率和效率06年12月广州市X科统考卷5 07年上海虹口区教学质量检测三11 07年1月北京市崇文区期末统一练习606年12月广州市X科统考卷15 07学年南京市期末质量调研16 07届广东惠州市第二次调研考试14江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1007届南京市第一次调研测试15 2007年重庆卷1507届12月江苏省丹阳中学试卷14 2007年上海卷1607年苏锡常镇四市二模10 南京市07届二模试卷15闭合电路欧姆定律2一、闭合电路的欧姆定律的内容E rRI 闭合电路中的电流跟电

2、源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律 闭合电路欧姆定律的表达形式有：E=U外+U内 （I、R间关系） U=E-Ir （U、I 间关系） （U、R间关系）3（3）讨论：U=E-Ir从上式可以看出: (E、r 是常量，R、I、U是变量)a.当外电阻R减小时，可知I增大，内电压UIr 增大, 路端电压U减小b.当外电路短路时，R趋近于零，I趋近于E/r， 路端电压U趋近于零电源的内阻一般都很小， 所以短路时电流很大为Im=E/r.c.当外电阻R增大时，则I 减小，内电压UIr减小， 路端电压U增大当外电路断开时，R变为无限大， I 变为零，Ir 也变为零

3、，U=E 这就是说，开路时的路端电压等于电源的电动势. 而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（还有微弱电流通过电源）。 4二、闭合电路的U-I 图象 右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I 图象； a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；uO I Im iEU M（I，U）b aN 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。5

4、三、 电源的功率和效率电功率：电源的输出功率P出=UI电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的总功率 PE=EI电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，O RP出Pmr而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）606年12月广州市X科统考卷5 5如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的UI图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是 ( )A甲电源的电动势比乙大B乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C甲和丙电源的内阻相等D甲电源内阻最大，丙电源内阻最小 0IU甲丙乙图5B C707年上海虹口区教学质量检测三11 11.如图所示电路，R1为变阻器，

5、R2为定值电阻，r为电源内阻，且rR2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是 （ ）(A) 要使P1与P2的和最大，必须使R1=rR2。(B) 要使P1最大，必须使R1= R2+ r。 (C) 要使P2最大，必须使R2= R1+ r。 (D)（P1+ P2）的最大值，由和r决定。 rR1R2A B D807年1月北京市崇文区期末统一练习6 6如图所示电路，电源电动势E为6V，内阻r为2, 电阻R为8，电动机M线圈电阻RM为2。当开关S闭合时，电阻R消耗的电功率为2W，则电动机输出的机械功率是 （ ） A0.5W B1.5W C2W D3.56WME rSRB解：IR

6、2 =P/R=1/4 IR =0.5AUR = IR R = 4VUr= E- UR =2V I总 = Ur /r 1AIM = I总 - IR =0.5APM= IM UR = 2WPMr = IM2 RM = 0.5W P机= PM - PMr =1.5W 电动机消耗的总功率电动机线圈的热功率电动机输出的机械功率906年12月广州市X科统考卷15 15.（13分）如图15所示，电源的电动势E7.5V，内阻r1.0 ，定值电阻R212 ，电动机M的线圈的电阻R0.50 闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U14 V，电阻R2消耗的电功率P23.0 W求电动机转动稳定后：（1）电路的路端

7、电压.（2）通过电动机的电流MVR1E rS R210解答：（1）路端电压等于R2两端的电压， （2）电源的电动势E = U2Ir，由此得干路电流通过R2的电流通过电动机的电流 I1 = II2 =(1.5-0.5) A=1.0 A1107学年南京市期末质量调研16 16（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1 ，电炉电阻R=19 ，电解槽电阻。r=0.5当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求： （1）电源的电动势； （2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小； （3）S1、S2都闭合时，

8、电解槽中电能转化成化学能的功率。解：（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1电炉中电流电源电动势 E = I (R+r) = 120VAS1S2B12（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2电炉中电流电源路端电压为 U=IR R=519=95V通过电源的电流为 通过电解槽的电流为IA =I- IR =20A（3）电解槽消耗的电功率 PA =IA U=20 95=1900W电解槽内热损耗功率P热 =IA2 r =202 0.5=200W电解槽转化成化学能的功率P化 =PA - P热 =1700W1307届广东惠州市第二次调研考试1414. 辩析改错： 如图所示电源电动势E=10V，内阻r = 0

9、. 5,电动机的电阻R0 =1. 0,定值电阻R=1. 5,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？某同学求解如下：整个回路的电流是：经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。电动机消耗功率：电源释放的电功率：P=EI=103.33=33.3WP=I2R0= 3.332 10=11.1WRE rV14答：此解法不当整个回路的电流是：电源释放的电功率：电动机消耗功率：15江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1010高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I Ic

10、时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻为R1 = 3，超导临界电流Ic = 1.2A，限流电阻R2 = 6，小灯泡L上标有“6V，6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r =2，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则 ( )A短路前通过R1的电流为2/3 A B短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C短路后通过R1的电流为4/3 AD短路后通过R1的电流为2 AE rS限流电阻R2超导部件R1LB C解见下页16E rS限流电阻R2超导部件R1L解:小灯泡L上额定电流、电阻分别为1A、6 L短路前超导部件的电

11、阻为0，由欧姆定律：L短路前通过R1的电流为 I=E /(RL +r)=1A A错容易看出，L短路后通过限流器的电流I Ic ，超导部件将由超导状态转化为正常态L短路后超导体失超， R1=3 通过电源的总电流和路端电压为I总=E /(R12并 +r)=2AU= E-I总r =4V 通过R1的电流为 I1=U /R1 =4/3 A C对D错1707届南京市第一次调研测试15 15如图所示的电路中，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=10 F.电容器原来不带电.求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量。

12、R2R3R4R1E rKC解：由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为由欧姆定律得, 通过电源的电流I=E/R=1/3 A 电源的端电压U=E-Ir=8/3 V电阻R3两端的电压通过R4的总电量就是电容器的电量Q=CU=2.010-5 C182007年重庆卷1515.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 ,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 ( ) A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 WMA电动机解：车灯的电

13、阻 R=12.5/10-0.05=1.2车灯原来的功率 P1=I12 R=120 W 电动机启动后,车灯的电压 U2=E-Ir=12.5-580.05=9.6 V 车灯后来的功率 P2=U22 / R=76.8 W 车灯的电功率降低了 P1 - P2 =43.2 W B1907届12月江苏省丹阳中学试卷1414(14分)如图所示的电路中，电源电动势E6V，内阻r1，电阻R13，R26，电容器的电容C3.6F，二极管D具有单向导电性,开始时,开关S闭合，S2断开(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电量变化了多少?(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少?

14、E rR1DR2CS1S220 E rR1DR2CS1S2解： （1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1根据闭合电路欧姆定律有 U1= I1 R1=4.5V 合上开关S2后，电容电压为U2，干路电流为I2根据闭合电路欧姆定律有21所以电容器上电量变化了或电容器上电量减少了（2）合上S2后，电容上电量为Q断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电量与阻值成反比故流过电阻R1的电量为 题目222007年上海卷1616（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理

15、想电表。（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是_。AVR2R1PbaR3EK图（a）R1R223R/0 6P/W（2）若R16，R212，电源内电阻r6，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择 （ ）（A）2（B）4 （C）6 （D）8解： 滑动片P由a滑至b的过程中,R1和R2并联电阻R并一直变大，并联电阻R并的最大值为4 ,即R并4 .由P-R图线知，外电路的最大总电阻 R =R3 +R并 6 R3 2 B正确B2407年苏锡常镇四市二模10.10. 小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的 a、b、c 所示，则下列判断正确的是 ( )A.直线 a 表示电源的总功率B .曲线 b 表示电源的输出功率 C.电源的电动势 E= 3V.内电阻r=1D .电源的最大输出功率Pmax= 9W321P/W369I/A0acbA C解见下页25321P/W369I/A0acb解：电源的总功率PE =IEI所以直线 a 表示电源的总功率电源内部的发热功率Pr =I2rI2 所以曲线 b 表示电源内部的发热功率输出功率由直线 a ，E=P/I=9/3=3V