第二章第三节研究闭合电路

第二章电路理解教材新知应用创新演练随堂基础巩固知识点一知识点二课时跟踪训练把握热点考向第三节研究闭合电路考向一考向二考向三知识点三知识点四1.电源的电动势数值上等于不接

用电器时电源正负两极间的电

压。4．路端电压随外电阻的增大而

增大。电源电动势和内阻不

随外电阻的变化而变化。5．在电源的U－I图像中，图线

与纵轴的交点即为电源的电

动势，与横轴的交点是短路

电流，直线的斜率即为电源的

内阻。[自学教材](1)电源外部的电路叫做外电路，外电路上的电阻称为

。电源内部的电路叫做内电路，内电路上的电阻即电源的电阻称为

。

(2)电源的电动势数值上等于

时电源正负两极间的电压。

(3)电动势的单位与电压的单位相同，也是

。外电阻内电阻不接用电器伏特[重点诠释]1．对电动势的理解从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程。在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越多，电荷的电势能增加得就越多。非静电力做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少。物理学中用电动势表示电源的这种特性。2．电动势与电压的区别电动势是电源本身的一种性质，而两极间的电压是由电动势提供的，两者存在本质的区别，因此不能说电源两端的电压就是电源电动势。1．下列说法中正确的是(

)A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压

B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压

C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质

的区别

D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高解析：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对。当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以B、D选项错。答案：C[自学教材](1)内容：闭合电路中的电流跟电源的

成正比，跟内、外电路的

成反比。

(2)公式：

。

(3)电源的电动势E等于U外和U内

，即E＝

。电动势电阻之和之和U内＋U外[重点诠释]1．闭合电路欧姆定律变形式的适用条件(1)E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。(2)E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭

合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路。2．(双选)如图2－3－1所示电路中，电源电

动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω，

下列说法中正确的是(

)A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0图2－3－1答案：AC[自学教材]E－Ir减小增大增大减小(3)路端电压U与电流I的关系图像如图2－3－2所示，可知①图线是一条

倾斜的直线。②路端电压U随着电流I的增大而

。向下减小图2－3－2[重点诠释]1．负载变化与路端电压的关系(3)由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，

为保护电源，绝不能把电源两极直接相连接。2．对U－I图像的理解

(1)函数关系：由U＝E－Ir＝－r·I＋E可知，电源的U－I图像是一条斜向下倾斜的直线，如图2－3－3所示。图2－3－33.在如图2－3－4的闭合电路中，当滑

片P向右移动时，两电表读数的变化

是(

)A．Ⓐ变大，

变大

B．Ⓐ变小，

变大

C．Ⓐ变大，

变小

D．Ⓐ变小，

变小图2－3－4解析：滑片P向右移动，电阻变大，总电阻也变大，由闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流减小，电源内压减小，R0两端电压减小，所以滑动变阻器两端电压升高，电压表示数变大，故B项正确。答案：B4．如图2－3－5所示是某电源的路端电压随干路电流I的变

化图像，由图像可知，该电源的电动势为________V，

内阻为________Ω。图2－3－5答案：6.0

1.6[自学教材]1．实验原理实验的电路如图2－3－6所示，实验原理是闭合电路的欧姆定律。图2－3－6平均值(2)用作图法来处理数据。①在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，根据测出的多组U、I值，在坐标纸上描出对应的点。②根据闭合电路的欧姆定律U＝E－Ir，可知U、I关系图像是一条直线。由于存在实验误差，按照实测数据描出的点一般不会严格地落在同一条直线上。为了减小误差，可以用直尺画一条直线，使直线两侧的点的数目

，这条直线就是电路的路端电压与电流的关系图像。③这条直线跟纵轴的交点的纵坐标数值上等于

。大致相等电源电动势[重点诠释]1．误差分析

(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。

(2)系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U－I坐标系中表示出来，如图2－3－7所示，可见E测<E真，r测<r真。图2－3－72．注意事项

(1)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，宜选用旧电池和内阻较大的电压表。

(2)在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减小偶然误差。

(3)合理地选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差。

(4)当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。5．在测定一节干电池(电动势约为1.5V，内电阻约为2Ω)

的电动势和内电阻的实验中，滑动变阻器和电压表各有

两个供选：

A．电压表量程为15VB．电压表量程为3VC．变阻器为(20Ω，3A)D．变阻器为(500Ω，0.2A)(1)电压表应该选________(选填“A”或“B”)，这是因为____________________________。(2)变阻器应选________(选填“C”或“D”)，这是因为____________________________。解析：由于电源电动势约为1.5V，故选量程为0～3V的电压表B，读数既准确，又方便；滑动变阻器D的额定电流太小，最大阻值太大，调节不方便，故选变阻器C。答案：见解析[例1]

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20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(

)A．0.10V

B．0.20VC．0.30V D．0.40V[答案]

D1．如图2－3－8所示的电路中，当S闭

合时，电压表和电流表(均为理想

电表)的示数各为1.6V和0.4A。当

S断开时，它们的示数各改变0.1V

和0.1A，求电源的电动势和内电阻。图2－3－8解析：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1＝E－Ir即E＝1.6＋0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2V，r＝1Ω。答案：2V

1Ω

[例2]电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图2－3－9所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是(

)A．电压表和电流表读数都增大

B．电压表和电流表读数都减小

C．电压表读数增大，电流表读数减小

D．电压表读数减小，电流表读数增大图2－3－9[思路点拨]

触头移动时先判断R阻值如何变化，再判断串并联电阻及总电阻如何变化，进而判断总电流及路端电压如何变化，最后确定电压表及电流表的示数如何变化。[答案]

A当电路中某一部分电阻变化时，整个电路各处的电压、电流都会受到影响，分析时，应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点，从总电流的变化顺次推理。解题时容易只从孤立的局部电路考虑，R增大时UR也增大，将无法判断通过R的电流变化情况。2．如图2－3－10所示的电路中，电源

的电动势为E，内阻为r。当可变电

阻的滑片P向b移动时，电压表的

读数U1与电压表

的读数U2的变

化情况是(

)A．U1变大，U2变小 B．U1变大，U2变大

C．U1变小，U2变小

D．U1变小，U2变大图2－3－10解析：当P向b移动时，电路中总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I变小，由欧姆定律得U2＝IR变小，再由闭合电路欧姆定律得U1＝E－Ir变大，故本题应选A。答案：A[例3]

在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，一位同学记录了6组数据(如下表)。次数物理量123456电流I(A)0.120.200.310.320.440.57电压U(V)1.371.321.241.181.131.05(1)根据数据选定下列供选用的仪器：电流表量程