第七章 第2讲 电路 闭合电路的欧姆定律

第2讲电路闭合电路的欧姆定律

电阻的串、并联(考纲要求Ⅰ)

串、并联电路的特点串联电路并联电路电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝_____________电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝_______________I1＋I2＋…＋InU1＝U2＝…＝Un

电源的电动势和内阻(考纲要求Ⅰ)1.电动势 (1)电源：电源是通过非静电力做功把_________的能转化成_______的装置． (3)电动势的物理含义：电动势表示电源____________________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．2．内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的_____，它是电源的另一重要参数．把其它形式的能转化成电势能其它形式电势能内阻

判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)电路中某电阻大，该电阻的功率不一定大． (

)(2)电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法． (

)(4)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量． (

)答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

闭合电路的欧姆定律(考纲要求Ⅱ)1.闭合电路欧姆定律 (1)内容：

闭合电路里的电流跟电源的电动势成_____，跟内、外电阻之和成_____． (2)公式：

①I＝______(只适用于纯电阻电路)；

②E＝________(适用于所有电路)．正比反比U外＋Ir2．路端电压与外电阻的关系：增大E

判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)闭合电路中的短路电流无限大． (

)(2)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大． (

)(3)外电阻越大，电源的输出功率越大． (

)(4)电源的输出功率越大，电源的效率越高． (

)答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)×A．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B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C．非静电力做的功越多，电动势就越大基础自测1．(单选)下列关于电动势的说法正确的是 (

)．答案

D2．(单选)将一电源电动势为E，内电阻为r的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是 (

)． A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大 B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大 C．由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大

而减小

D．由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大

而增大

解析根据闭合电路欧姆定律I＝E/(R＋r)知，外电路中电流I随外电阻R的变化而变化，所以选项A错误；U内＝Ir是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项B错误；电源电动势E和内电阻r不变，由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小，选项C正确；当U不变时，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大，选项D错误．

答案

C3．(单选)电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为 (

)． A．1∶2 B．2∶1C．1∶4D．4∶1

解析根据串、并联电路的特点，R1与R2的比值为2∶1，当串联接入电路中时，电压之比为电阻之比，B选项正确．

答案

B4．(单选)飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，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．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V

解析电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E＝800mV.答案

D5．(多选)一个T形电路如图7－2－1

所示，电路中的电阻R1＝10Ω，

R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一测

试电源，电动势为100V，内阻

忽略不计．则 (

)． A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40Ω B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40Ω C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80V D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V图7－2－1

图(1)

图(2)

答案

AC1．判定总电阻变化情况的规律(记一记) (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)． (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．热点一电路的动态分析(模型演示见PPT课件)对应“高考题组”见PPT课件，供参考 (3)在如图7－2－2所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致．2．分析思路图7－2－2【典例1】(多选)图7－2－3所示的电

路，L1、L2、L3是3只小电灯，R

是滑动变阻器，开始时，它的滑

片P位于中点位置．当S闭合时，

3只小电灯都发光．现使滑动变

阻器的滑片P向右移动时，则小

电灯L1、L2、L3的变化情况 (

)． A．L1变亮

B．L2变亮 C．L3变暗

D．L1、L2、L3均变亮

思路指导图7－2－3答案

BC反思总结分析此类问题要注意以下三点：(1)闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir(E、r不变)和部分电路欧姆定律U＝IR联合使用．(2)局部电阻增则总电阻增，反之总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之总电阻增．(3)两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和．【跟踪短训】1．(单选)如图7－2－4所示，E为内

阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，

与

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.的读数变大，

的读数变小

B.的读数变大，

的读数变大

C.的读数变小，

的读数变小

D.的读数变小，

的读数变大

解析当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U＝E－Ir增加，即

的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的电压增加，通过R3的电流增加，即

的读数变大；选项B正确．

答案

B2．(2013·江苏卷，4)(单选)在输液

时，药液有时会从针口流出体

外，为了及时发现，设计了一

种报警装置，电路如图7－2－5

所示．M是贴在针口处的传感

器，接触到药液时其电阻RM发

生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时

(

)． A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显图7－2－5答案

C热点二闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率【典例2】(单选)如图7－2－6所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，则R1和R2的值分别为 (

)．

图7－2－6A．2Ω，2Ω B．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5Ω D．1.5Ω，2Ω审题指导

(1)首先认识电路的结构及组成元件．(3)题中乙电路是非纯电阻电路，如何求电源的输出功率？___________________________________________________.(4)在乙电路中，电流I＝________A时，输出功率最大提示

(2)外电阻与电源的内阻相等．(3)输出功率应根据P＝IU＝I(E－Ir)确定．(4)由P＝IU＝I(E－Ir)得出：I＝2A时，输出功率有最大值．答案

B反思总结对闭合电路功率的两点认识(1)闭合电路是一个能量转化系统，电源将其他形式的能转化为电能．内外电路将电能转化为其他形式的能，EI＝P内＋P外就是能量守恒定律在闭合电路中的体现．(2)外电阻的阻值向接近内阻的阻值方向变化时，电源的输出功率变大．【跟踪短训】3．(多选)如图7－2－7所示电路，电源

电动势为E，串联的固定电阻为R2，

滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大

小关系为R1＝R2＝r，则在滑动触头

从a端移动到b端的过程中，下列描

述中正确的是 (

)． A．电路中的总电流先减小后增大 B．电路的路端电压先增大后减小 C．电源的输出功率先增大后减小 D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大图7－2－7

解析在滑动触头从a端移动到b端的过程中，R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小，所以电路中的总电流先减小后增大，电路的路端电压先增大后减小，A、B正确；题中R外总大于电源内阻，外电路电阻R外越接近电源内阻，电源输出功率越大，滑动触头从a端移动到b端的过程中，R1接入电路的电阻先增大后减小，电源的输出功率先减小后增大，C错误；将R2＋r视为电源内阻，在滑动触头从a端移动到b端的过程中，外电阻R1接入电路的电阻先增大后减小，滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小，D错误．

答案

AB4．(多选)如图7－2－8所示，闭合开关S

后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻

器的滑片P向左滑动时，以下说法中

正确的是 (

)． A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．电源的输出功率可能减小 D．电源的总功率增大图7－2－8答案

AC1．根据U＝E－Ir可知，电源的U－I

图线是如图7－2－9所示的一条倾

斜的直线．

(1)直线斜率的绝对值表示电源的

电阻r，纵轴的截距为电源电动势E. (2)直线上任何一点A与原点O的连

线的斜率表示对应的外电路电阻R. (3)图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，对于图中的A点有PA＝UAIA.2．对于U－I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻．热点三电源的U­I图象的应用图7－2－9【典例3】(多选)如图7－2－10所示，直线

A为电源的U－I图线，直线B和C分别为

电阻R1、R2的U－I图线，用该电源分别

与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出

功率分别为P1、P2，电源的效率分别为

η1、η2，则 (

)． A．P1>P2 B．P1＝P2 C．η1>η2 D．η1<η2图7－2－10答案

BC反思总结

U－I图象的一般分析思路(1)明确纵、横坐标的物理意义．(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义．(3)找出图线上对应状态的参量或关系式．(4)结合相关概念或规律进行分析、计算．【跟踪短训】5．(多选)如图7－2－11所示为两电源

的U－I图象，则下列说法正确的是

(

)． A．电源①的电动势和内阻均比电

源②大

B．当外接同样的电阻时，两电源

的输出功率可能相等

C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等 D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比

电源②的输出功率大图7－2－11

解析图线在U坐标轴上的截距等于电

源电动势，图线斜率的绝对值等于电源

的内阻，因此A正确；作外接电阻R的伏

安特性曲线分别交电源①、②的伏安特

性曲线于S1、S2两点(如图所示)，交点

横、纵坐标的乘积IU＝P为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两交点S1、S2横、纵坐标的乘积不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，

答案

AD6．(多选)如图7－2－12所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是(

)．图7－2－12C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15ΩD．输出功率为120W时，输出电压是30V答案

ACD思想方法

12.“等效电源法”的应用1．方法概述

等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法．2．常见类型 (1)物理量的等效；如等效电阻、等效电源、等效长度、等效力等． (2)过程的等效：如平抛运动可等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动．3．解题思路 (1)分析所研究的问题是否属于等效问题． (2)确定该问题属于哪一类等效问题． (3)分析问题等效后的求解思路．【典例】如图7－2－13所示，已知电源电

动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1

＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0

～10Ω. (1)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大