电源的电动势和内阻++闭合电路欧姆定律高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第6节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(课时1)闭合电路由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closedcircuit）。用电器和导线组成外电路电源内部是内电路。想一想电源内部是什么力把正电荷从负极搬运到正极的？做正功还是负功？电源内部的正电荷受到静电力的方向？静电力做正功还是负功？电势能如何变化？F静电力F非静电力电源的工作原理观察实验手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。化学电池在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。电源的实质从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。电磁作用化学作用不同类型的电源，非静电力是不同的，那么不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？想一想怎么比较电源非静电力做功本领的强弱呢？想一想：哪款电池非静电力做功本领的最强？碱性干电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.5J。锌汞电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.2J。铅蓄电池——将0.6C的正电荷由电源负极搬运到正极，非静电力做功1.2J。一、电动势电动势：表示电源的非静电力做功本领的物理量电动势E

表示为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极所做的功。电动势是标量，单位：伏特（V）1V=1J/C

9V3V1.5V1.5V1.5V2.8V12V各种各样的电池电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。想一想外电路+-静电力非静电力静电力做正功电势能减少电势能转化为其他形式能量非静电力做正功电势能增加其他形式能转化为电势能内电路闭合回路的能量是怎样转化的？相等吗？？观察与思考12第一次用的是一节新电池给小灯泡供电，第二次使用一个旧电池供电。

现象：第二次小灯泡亮度比第一次暗了很多。请大家猜想一下这是为什么呢？想一想内阻通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。电源内部的电路可以等效为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。电源电源的电动势和内阻（E，r）都是由电源本身的性质决定，与外电路无关。电池正常工作时，其电动势可以看作不变。在较短的时间内，电池的内阻也可以看作不变。二、闭合电路的欧姆定律及其能量分析闭合电路如图所示，设用电器两端电压为U,电路中电流为I,通电时间为t。电源内部非静电力做了多少功？理论探究：闭合电路中电流I的决定因素其他形式的能电能其他形式能非静电力做功静电力做功闭合回路中能量如何转化？电源用电器、内阻电源提供的电能在哪些地方转化成其他形式能量（被消耗）？

外电路内电路根据能量守恒定律有：能量关系：功率关系：稀硫酸PbO2PbV探针V՛A实验探究：闭合电路内电压与外电压之间的关系123456序号123456电流I

/mA81217202530电压U外

/V1.91.81.71.61.51.4电压U内

/V0.20.30.40.50.60.7U外+

U内

/V2.12.12.12.12.12.1E=

U外+

U内实验数据处理若用U外表示外电路总的电势降落；用U内表示内电路的电势降落。则闭合电路的欧姆定律也可以写为E

＝U外＋U内即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。它反应了闭合电路的电势变化关系。适用范围：外电路既可以是电阻，也可以含有电动机等用电器。探究结论在外电路中，沿电流方向电势降低。在内电路中，沿电流方向电势也会降低。EUIrIErR0E闭合电路的欧姆定律则：如果外电路只有电阻即：——闭合电路的欧姆定律

根据部分电路欧姆定律：E=

U外+

U内

闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路中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。公式：适用范围：外电路中没有电动机、电解池等用电器，只有电阻。（外电路为纯电阻）小结闭合电路的能量关系：电源内部特性决定：E,r能量的观念用物理量之比定义

E

＝U外＋U内闭合电路的欧姆定律U外＝E-Ir1、电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此（）（A）电动势是一种非静电力（B）电动势越大，表明电源储存的电能越多（C）电动势的大小是非静电力做功能力的反映（D）电动势就是闭合电路中电源两端的电压例题充电宝内部的主要部件是锂电池，机场规定：某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“10000mA·h”和“3.7V”，你认为能否把它带上飞机？10A·h例题

第6节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(课时2)观察实验想一想电源、小灯泡的规格都相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。如何解释这一现象呢？（1）（2）三、路端电压与负载的关系把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电势降落叫作路端电压。负载变化时，电路中的电流就会变化，

路端电压也随之变化。对于确定的电源来说，E和r是一定的。当外电路只有电阻时：（1）（2）外电阻R增大，电流减小，路端电压增大。外电阻R减小，电流增大，路端电压减小。想一想在外电路断路的情况下，用电压表直接测量电源两端，测量值等于电源电动势吗？在闭合电路时，仍然用电压表直接测量电源两端，测量值等于电源电动势吗？当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？想一想（解答）根据，当I=0时，U=E。即：断路时路端电压等于电源的电动势。我们常根据这个道理测量电源的电动势。VU＝E－Ir在闭合电路时，仍然用电压表直接测量电源两端，测量值等于电源电动势吗？

不等于电源电动势，测量值等于路端电压U。VU想一想当电源两端短路时，电流会是无穷大吗？

不会，电源有内阻，此时电流为短路电流。绝对不允许将电源两端用导线直接连在一起！危险！想一想路端电压U随电流I变化的图像图像的函数表达式在横轴上的截距

表示电源的短路电流图像斜率的绝对值

表示电源的内阻。内阻越大，图线越陡。在纵轴上的截距

表示电源的电动势E

图像的物理意义EI短断路短路UIO——电源的外特性曲线U内U外实验数据处理例题如图是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。UI总U=E-I总·rIM从无到有1.如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12ΩC.电流为0.2A时的外电阻是28.4ΩD.电源的短路电流为0.5A00.50.30.16.05.85.65.45.2U/VI/A2.有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内电阻分别为r1和r2，将它们分别连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（）A.图象交点所示状态，两电路的外电阻相等

B.E1>E2，r1>r2C.图象交点所示状态，两电路的总电阻相等

D.E1>E2，r1<r212IUO3.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（）A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大VAR0R2R1SEr闭合电路的动态分析

通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻的大小；通过开关闭合与断开改变电路结构；电路中有光敏电阻、热敏电阻且阻值发生变化时；电路中各个部分的电流、电压和功率都会随之发生变化。4.如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大VAR1R2R3SS0E5.如图所示电路中，L1、L2、L3、L4是四中相同的电灯，当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（）A.L1变亮，L2变亮B.L1变亮，L2变暗C.L1变暗，L4变暗D.L1变暗，L4变亮L1L2L3L4PEr第6节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(课时3)SErCR2R11、如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（）A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离 D．断开电键S

含电容器的动态电路2、四个电键均闭合，稳定时，油滴静止，断开哪个电键油滴会向下移动（）A.S1B.S2C.S3D.S4S1S2S3S4R1R2R3Er含有电容的直流电路电路稳定时：1、电容器在直流电路中可视为断路2、与电容器串联的电阻无电流，电阻充当导线的作用3、电容器两端的电压等于与它并联的电阻两端的电压电路变化时：电容器有充、放电电流通过与它串联的电阻。电路中电表变化量的分析5、(2014·上海高考)如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则(

)A．A的示数增大

B．V2的示数增大C．ΔV3与ΔI的比值大于r

D．ΔV1大于ΔV2第6节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(课时4)E＝Ir＋UIE=I2r+IU电源的总功率P总内阻消耗的功率P内电源的输出功率P出任意电路：P出=IU=IE-I2r纯电阻电路：P出=I2R

闭合电路欧姆定律：——能量守恒在闭合电路欧姆定律中的体现闭合电路的功率及效率问题由P出与外电阻R的关系图像可知：①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝

。②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。④当P出＜Pm时，相同的输出功率对应两个外电阻R1和R2，

满足：R1R2＝r2。

1、直流电路如图所示，闭合开关，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）（A）总功率一定减小（B）效率一定增大（C）内部损耗功率一定减小（D）输出功率一定先增大后减小AV2.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I和II串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时I和II阻值相等，保持I温度不变，冷却或加热II，则II的电功率在

（

）A．加热时变大，冷却时变小

B．加热时变小，冷却时变大C．加热或冷却时都变小

D．加热或冷却时都变大3、如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R0＝5Ω，电阻箱为R，求：（1）求电源的最大输出功率。（2）求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。（3）当电阻箱R读数为多少时，定值电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。（4）若电阻箱R的最大值为3Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。4.某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系中，如图中的a、b、c所示．下列判断正确的是(

)A．曲线c表示电源的输出功率

B．直线b表示电源的输出功率C．电源的最大输出功率Pm＝9WD．电源的电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω5.2018年海南卷．如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，c为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是（）A．R2消耗的功率变小B．R3消耗的功率变大C．电源输出的功率变大D．电源内阻消耗的功率变大cbR1aR3R2abcR1R2R36.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：(1)电源的电动势E和内阻r(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?第6节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(课时5)电功、电功率及焦耳定律1.【2019年4月浙江物理选考】电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则()A.B. C. D.自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350W3.如图所示，M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数为I1=1.6A

，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A。求:

(1)电源内阻r；

(2)开关S闭合时电源输出功率；

(3)开关S闭合时电动机输出的机械功率.5.如图所示，电源电动势E＝3V，小灯泡L的规格为“2V

0.4W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝4Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则(

)A．电源内阻为1ΩB．电动机的内阻为4ΩC．电动机正常工作电压为1VD．电源效率约为93.3%两类U-­I图像的比较与应用1．在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的U-­I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知(

)A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为2WD．电源的效率为66.7%2.如图，直线A为电源的U-I图线，直线B和C分别为电阻为R1、R2的U-I图线。现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。由图像一定能确定的是（

）A.电阻R1<R2B.电源输出功率P甲<P乙C.电源内阻消耗的功率Pr甲<Pr乙D.电源效率η甲<η乙3.如图所示