电流专题二教材

电流和电路高三物理第一轮复习第八章专题二闭合电路欧姆定律专题二闭合电路欧姆定律一.电源的电动势

和内电阻r二.闭合电路欧姆定律:1.电源的电动势

:电源内部非静电力做的功与电量的比值

=W非/q单位:伏.2.内电阻r:电源内部的电阻1.三种表达式:(1)I=/（R+r)(适用范围:纯电阻电路)

(2)=U路+U内(适用范围:各种类型电路)

(3)U路=-Ir(适用范围:各种类型电路)2.路端电压U路与外电阻R外的关系:U路=-r/（R+r)3.总电流I总与外电阻R外的关系:I=/（R+r)4.几种功率:当R外增大时,U路增大;当R外→∞时(外电路断路),U路=;当R外→0时(外电路短路),U路=0.当R外增大时,I总

减少;当R外→∞时(外电路断路),I总

=0;当R外→0时(外电路短路),I总

=/r.(短路电流)总功率P总=

I总;输出功率P出=U路I总;内功率P内=I2.r;关系

P总=

P出+P内三.电源输出功率讨论:P出=

2R/(R+r)=

2R/[(R-r)2+4Rr]P出ROR=rPmR1R2

P1=P2(1)当R=r时电源输出功率有最大值Pm=

2/4r(2)当外电阻分别为R1和R2,且R1R2=r2时电源有相同的输出功率P1=P2

(若R1<r;则R2>r)5.电路的效率:

=P出/

P总=U路/

=R/(R+r)四.闭合电路欧姆定律的实验验证。1.电压表V1测量路端电压U路,电压表V2测量内电压U内

=U路+U内=V1+V22.注意两个电压表的极性相反。3.当外电路电阻R变小时,电流表A的示数增大,电压表V1的示数减小,电压表V2

的示数增大.4.当把挡板向下移动,内阻r变大,电流表A的示数减小,电压表V1的示数减小,电压表V2

的示数增大.AB+++-挡板，改变内阻-V2-AV1II例1.在闭合电路中，电源的电动势为

，内阻为r，外电阻为R，路端电压为U，内电压为U’，流过电源的电流为I，下列说法中正确的是

A.在

、R不变时，I越大、U越大

B.在

、R不变时，r越大、U越大

C.在

、r不变时，I越小、U’越小

D.在

、r不变时，R越小、U’越大答:ACD例2.用电动势为

、内阻为r的电源对白炽灯供电，则有

A.外电路并联的灯泡越多，输出功率越大

B.外电路并联的灯泡越少，电源的效率越高

C.外电路并联的灯泡越多，电路的端电压越高，总电流就越大，每个灯电流变小

D.外电路并联的灯泡越少，电路的端电压越高，总电流就越小，每个灯电流越大答:BD例3.如图所示的电路中，已知R1=R2/2，R2=R3，电源和电流表的内阻可忽略。第一次如图所示方式连接，第二次将电流表和电源的位置互换，下列判断中哪些是正确的

A.两次连接中电路消耗的总功率相同

B.两次连接中电流表的示数保持不变

C.两次连接中电阻R1的功率保持不变

D.两次连接中电阻R3的功率保持不变R1R3R2A

R1R2R3A

答:B

规律:任何电路中,当电源与某一电流表位置互换时,电流表的示数总是不变的.(戴维宁定律)例4.如图所示的电路中，在测定电池电动势和内电阻的实验中把电表接错，电压表内阻很大，电流表内阻很小，当电键K闭合后

A.电压表和电流表均不被烧毁

B.因为电压表内阻很大,所以没有电流通过,电压表无示数C.因为电阻箱的阻值R大于电流表内阻,所以电流表被烧毁D.电压表有读数，电流表读数很小AvRK

,r答:AD

例5.如图所示的电路中，电源电动势

=6伏，内阻r=1欧，定值电阻R1=R2=3欧；滑动变阻器R3的最大阻值为6欧。当K闭合后，调整滑动触点P，则电阻R2两端电压的变化范围R1R2R3，rKP答:

Umin=0V

Umax=2V

例6.如图所示的电路中，当开关K断开和闭合时，电源的输出功率相等。已知R1=6欧，内阻r=4欧，则()A.R2<4欧B.

R2>4欧C.

R2=4欧D.

R2=2欧R1R2K

,rAD例7.如图所示的电路中，已知电源电动势

=10伏，内阻r=0.4欧，R1=3.6欧，当开关K断开和闭合时，A,B间电路消耗的源的电功率都为4瓦。求(1)

R2,R3(2)当开关K断开和闭合时,通过R2,的电流各为多少.R2R1K

,rR3AB提示:1.等效电源内阻r’=r+R12..R2R并=r’2时电源有相同的“输出功率”答:

(1)

R2=16欧;R3=16/15欧

(2)当开关K断开时I2=0.5安

K闭合时I’2=0.125安

,r’例8.如图所示的电路中，当开关K闭合时电源总功率为24瓦，电源输出功率为20瓦，电源内电阻r=1欧，电阻R1=11欧，则开关K断开时，电源的总功率P为多少瓦？电源电动势为

为多少？答:

P=12W

=12V

R1R2K，r规律小结电路的动态分析当闭合电路中的局部电阻发生变化时会引起整体电路的每个电阻的电压,电流及功率的变化.例.如图电路中,当变阻器的滑片P向下滑动时,图中的电压表及电流表的示数将如何变化?V1A1A2V2R1R2R3P

rA1表增大;V1表减小;V2表减小;A2表增大.分析问题的思路:“局”→“整”→“局”

从局部电阻的变化→整体电路的总电阻,总电流,总电压的变化→局部电阻的电流,电压及功率的变化例9.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P向右移动时.电灯A,B,C的亮度将如何变化?答:A,B变暗,C变亮ABCRP

,rv例10.如图所示电路中,A,B,C为三个相同的小灯泡,每个灯泡的电阻都大于电源内阻r,当滑动变阻器的滑片P由中点向左移动时:A.A灯两端的电压变小

B.流过C灯的电流增大

C.B灯消耗的电功率增大

D.外电路消耗的总功率减少.ABC

rP答:C例11.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动时,电压表V1示数变化的绝对值为

U1,电压表V2示数变化的绝对值为

U2,电流表A1示数变化的绝对值为

I1,电流表A2示数变化的绝对值为

I2,则(1)三个电灯亮暗的变化情况(2)U1

与

U2

的大小关系(3)

I1

与

I2

的大小关系答:(1)L1,L2变亮L3变暗

(2)U1<U2

(3)

I1<I2

规律小结:(1)干路中的电压变化量

U干总小于分路中的电压变化量;U干

<U分(2)干路中的电流变化量

I干总小于分路中的电流变化量;I干<I分L1L2L3abPV1

,rA2A1V2AR2V1V2

,rR1abPV例.如图所示的电路，闭合电键，当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I，U，U1，U2表示，电表的变化量的大小分别用

I，

U，

U1，

U2，则下列的比值分别表示：U/I=___________,U1/I=__________,U2/I=___________;

U/

I=_____________;

U1/

I=____________;

U2/

I=____________;

U_______U2R1+R2(变大)R1(不变)R2(变大)r(不变)R1(不变)R1+r(不变)<规律小结电路的故障判断(1)用电器两端有电压无电流---------用电器断路(2)用电器两端无电压有电流---------用电器短路(3)用电器两端无电压无电流---------无法判断用电器好坏(4)用电器两端有电压有电流---------用电器正常例12.如图所示电路中,灯泡L1和L2都不亮,用伏特表测得各部分的电压分别是Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,已知电源电压为U,则产生故障的原因是

A.灯泡L2断路.B.灯泡L1断路.

C.变阻器R断路.D.电源短路bacdL1L2RU答:A例13.如图所示电路中,灯泡L1和L2都正常发光,突然L1比原来亮一些,L2比原来暗一些,只有一处故障,则可能是:

A.R1断路B.

R2断路

C.

R3断路D.

R3短路L1L2R1R2R3K答:B例14.如图所示电路中，电源电动势为

=15伏，内电阻为r=1欧。三灯分别标有L1：“5伏，4瓦”，L2：“6伏，1.8瓦”，L3：“4伏，2瓦”字样。试求：(1)要使三灯都能正常发光，应选用多大阻值的变阻器？(2)灯都正常发光时，变阻器的滑片调在什么位置？此时变阻器消耗的功率多大？L1L2L3abRp答:(1)R=8

(2)调在中央.P=3.56W例15.如图所示电路中,R1=R2=R3=1欧，当K闭合时,电压表的示数为1V,当K断开时,电压表的示数为0.8V,求电源的电动势和内电阻r。VR1R3R2K

,r答

=2V

r=0.5欧例16.如图所示电路中,电源的电动势为

=6V,内电阻不计,R1=3欧,R2=6欧,R3=4欧,R4=12欧.(1)若a,b两端接电压表,则示数为多少?(2)若a,b两端接电流表,则示数为多少?R1R2R3R4ab

答(1)

UV=2.4伏(2)IA=0.5A例17.如图所示电路中,R1=R2=6欧,R3=12欧,R4=2.5欧.当K闭合时,,电压表的示数为3V,电路消耗功率为9W.求.(1)电源的电动势和内电阻r。(2)当

K断开时R2R3消耗的总功率为多少VR1R2R3R4K

,r答(1)

=6V,r=2

(2)P23=1W例18.如图所示电路中,电阻R1=R2=R3=4欧，电源内阻r=0.4欧，K接通时，电流表示数为IA=1.5安，电压表示数为UV=2伏，求K断开后电压表的示数。（电流表、电压表的内阻影响不计）答:

UV=3.2伏AVR1R2R3R4

,rK例19.如图所示电路中,R1=6欧,R2=3欧,R4=18欧,R3为滑动变阻器,a,b为变阻器的两个端点,电源的内电阻r=0.4欧.当滑动头P在R3的中点时,电流表示数为IA=0.9安，电压表示数为UV=8.1伏.求(1)电源的电动势

,变阻器R3的总阻值.(2)当滑动头P移动到b点时,电流表和电压表的示数分别为多少？R1R2R3R4AV

rabP答(1)

=9V,R3

=18

(2)IA=2.5A,UV=7.5V例20.如图所示电路中,电源电动势为

=4V，内电阻为r=0.5

。R2=18

,电流表A1示数为IA1=0.5A，电流表A2示数为IA2=0.3A电压表示数为UV=3V.求.(1)电阻R

1,R3

,R4的

阻值.(2)电源的输出功率P出.R2R1R3R4VA1A2

,r答(1)

R1

=12

,

R3

=10

,

R4

=2

(2)P出=2.88W例21.如图所示电路中,电源的内电阻r=0.5

,R1=2

,R2

=1.3

,变阻器的总电阻R3

=9

.当滑动变阻器的滑片P位于C点时,电源的总功率P总=12W,电源的输出功率P出=10W.求.(1)电源电动势

.(2)M,N两点的电压UMN.(3)a,c两点的电阻RacR1R2R3

racbPMN答(1)

=6V(2)UMN

=2.4V

(3)

Rac=3

例22.如图所示电路中,R1=3

,R2=9

,R3=6

,电源电动势

=24伏,内阻不计,当电键K1

,K2均断开或均闭合时,灯泡S都同样正常发光.(1)画出两种情况下,经过灯泡S的电流方向.(2)求灯泡S正常发光时的电阻R和电压U.R1R3R2SK1K2

ab答(1)均断开时b→a均闭合时a→

b(2)R=3

,U

=4.8V例23.如图所示的电路，电源电动势

=6伏，内阻r=1欧，R1=10欧，R2=6欧，电表均为理想电表。①K闭合时，电压表读数为5伏，电流表读数为0.25安，求此时滑线变阻器上消耗的功率。②K断开时，求电源上通过的电流变化范围。R1R2AR3V

,rKab①K闭合时U内=-U路=1VI总=U内/r=1AI1=U路/R1=0.5AI3左=I总-I1-I2=0.25AU2=I2R2=1.5V=U3左U3右=U路-U3左=3.5VR3右=U3右/I3右=7

P3左=U3左I3左=0.375WP3右=U3右I3右=1.75WP3=P3左+P3右=2.125W②

K断开后Imax=1.2AImin=3/7AR3左=R2=6

R3=13

例24.如图所示,一个均匀导线组成的圆环,总电阻R=18

。在其圆心O和圆周上的A点之间连一个电动势

=36V,内电阻r=3的电源。圆心O连一不计电阻的金属滑杆，其端点能沿圆周接触良好地转动，则在滑杆移动的过程中，与电源并联的理想电压表的示数的最大值为Umax=_________V.若在圆环的C点有一断点.

AOC=120

.则在滑杆滑过断点C的两侧时,电压表的示数差值为

U=___________V.VOABC21.64.8规律小结等效电动势，等效内电阻1.n个相同电源串联,每个电动势为

0,内电阻为r0,则等效电动势为

=n0

等效内电阻为r=nr02.n个相同电源并联,每个电动势为

0,内电阻为r0,则等效电动势为

=0

等效内电阻为r=r0/n3.一个电动势为

0,内电阻为r0的电池与一个电阻R0串联组成的等效电源的等效电动势为

=0

等效内电阻为r=r0+R0

4.一个电动势为

0,内电阻为r0的电池与一个电阻R0并联组成的等效电源的等效电动势为

=0R0/(r0+R0)等效内电阻为r=R0r0/(r0+R0)原则:等效电动势为系统输出端不接外电路时两端的电压;等效内电阻为从系统输出端向里看的总电阻.例25.图所示虚线框内有一电源（电动势为

=

18V，内电阻为r=3

）和一个电阻R，且R=6

。现将虚线框看作一个等效电源，a,b便是该等效电源的两个极。则该等效电源的电动势’=_____，内电阻r’=_____R

,rab2

12V等效电源的电动势’为a,b两端不接用电器时的电压’=R/(R+r)=12V等效电源内电阻r’为从a,b两端向里看时的电阻r’=Rr/(R+r)=2

例26.

如图所示,虚线框内各元件参数都不知，在它的输出端a,b间接一电阻RX，并用电流表测量RX上的电流IX,测得的数据如下:RX1=10欧,IX1=1.0安,RX2=18欧,IX2=0.6安.求(1)虚线框的等效电动势及内电阻(2)当RX为多少时,IX=0.1安.设虚线框内为一电源,其等效电动势为

,等效内电阻为r

=IX1(RX1+r)=1(10+r)(1)

=IX2(RX2+r)=0.6(18+r)(2)由方程(1)(2)得

=12伏r=2欧

=IX(RX+r)12=0.1(RX+2)RX=118欧Aab例27.如图所示电路中,变阻器R1的变化范围为0-10欧姆,电源电动势

=6伏.电源的内电阻r=1

,电阻R2

=5

.R3

=4

.求:(1)

R1

取何值时,

R1

有最大功率?此时R1

的最大功率为多少?

(2)

R1

取何值时,

R2

或R3有最大功率?

(3)

R1

取何值时,电源

有最大输出功率?此时电源的最大输出功率为多少

R1R2R3，r提示:1.可变电阻上的最大功率的条件为可变电阻的值等于(或接近)等效电源内电阻的值.2.固定电阻上的最大功率的条件为固定电阻上的电压或电流为最大值答(1)

R1

=2.5

时.P1m=0.9W(2)R1

=10

时,R2

有最大功率;R1

=0

时,R3

有最大功率.(3)