高二物理人教版選修31第二章第7節(jié)閉合電路的歐姆定律

1、7 閉合電路的歐姆定律1閉合電路內(nèi)部?jī)?nèi)電阻內(nèi)電壓負(fù)正(1)閉合電路的組成內(nèi)電路：電源_的電路，其電阻稱(chēng)為_(kāi)，內(nèi)電阻所降落的電壓稱(chēng)為_(kāi)在內(nèi)電路中電流從_極流向_極外部路端電壓正負(fù)外電路：電源_ 的電路，其兩端電壓稱(chēng)為_(kāi)在外電路中電流從_極流向_極(2) 內(nèi)、外電壓的關(guān)系： _.內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)2閉合電路的歐姆定律正比反比(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成_ierr純電阻(2)公式：_；適用條件： 外電路為_(kāi)電路eu 外u 內(nèi)eu 外ir(3) 常用的變形公式：e_ ； e_.3關(guān)于閉合電路，以下說(shuō)法正確的是()da閉合電路中，電流總是從電勢(shì)高的地方

2、流向電勢(shì)低的地方b閉合電路中，路端電壓越大，內(nèi)電壓也越大c閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路的路端電壓d當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，路端電壓的大小等于電動(dòng)勢(shì))4電動(dòng)勢(shì)為 3 v 的電池，輸出電流為 3 a，由此可知(a內(nèi)、外電阻相差 1 b內(nèi)、外電阻之和為 1 c外電阻為 1 d內(nèi)電阻為 1 解析：由閉合電路的歐姆定律故 b 正確答案：b知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 1 閉合電路閉合電路的歐姆定律的歐姆定律1閉合電路、外電路和內(nèi)電路(圖 271)圖 271(1)電源內(nèi)部的電路叫_ 內(nèi)電路的電阻叫_ 當(dāng)電路中有電流通過(guò)時(shí)，內(nèi)電路兩端的電壓叫_，用 u 內(nèi)表示內(nèi)電路內(nèi)電阻內(nèi)電壓(2)電源外部的電路叫_外電路兩端的電壓習(xí)慣上叫

3、_，用 u 外表示外電路路端電壓(3)電動(dòng)勢(shì) e、外電壓 u 外與內(nèi)電壓 u 內(nèi)三者之間的關(guān)系：_.eu 外u 內(nèi)2閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)(1)外電路中電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，e外_.(2)內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，e內(nèi)_.(3)非靜電力做功為 weit，根據(jù)能量守恒定律，有 we外e 內(nèi)，所以 eit_ ，整理得 eirir，即 i_.i2rti2rterri2rti2rt閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)表達(dá)式：ierr.其中 r 為外電路的等效電阻，r 為內(nèi)電阻，e 為電源的電動(dòng)勢(shì)；e 是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量

4、，數(shù)值上等于不接用電器時(shí)電源兩極間的電壓e、r 大小由電源確定只適用于外電路為純電阻的閉合回路(3)變形公式：eu外u內(nèi)，eu外ir.(4)公式的適用范圍 ierr eu 外u內(nèi)與 eu 外ir 適用于任何閉合電路(即外電路為純電阻電路與非純電阻電路均成立)【例 1】下列關(guān)于電源的說(shuō)法，正確的是()a電源向外提供的電能越多，表示電動(dòng)勢(shì)越大b電動(dòng)勢(shì)就是電源兩端的電壓c電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動(dòng)勢(shì)就越大d電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大解析：電源向外提供的電能除與電動(dòng)勢(shì)有關(guān)之外，還與輸出的電流、通電時(shí)間有關(guān)，故選項(xiàng) a 錯(cuò)誤；只有當(dāng)外電路斷路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)才等于

5、電源兩端的電壓，故選項(xiàng) b 錯(cuò)誤；電源的電動(dòng)勢(shì)由電源自身的性質(zhì)決定，與有無(wú)外電路無(wú)關(guān)，故選項(xiàng) c 錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，故選項(xiàng) d 正確答案：d【觸類(lèi)旁通觸類(lèi)旁通】1關(guān)于閉合電路與電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是()a電源短路時(shí)，閉合電路電流為無(wú)限大b電源短路時(shí)，電源內(nèi)電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)c電動(dòng)勢(shì) e 的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣d把電壓表直接和電源連接時(shí)，電壓表的示數(shù)總是等于電源電動(dòng)勢(shì)數(shù)值上才等于電源的電動(dòng)勢(shì)，d錯(cuò)電源短路時(shí)電流為i ，解析：電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，而電壓是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，電動(dòng)勢(shì)與電壓

6、有著本質(zhì)的區(qū)別，c 錯(cuò)當(dāng)電源開(kāi)路時(shí)，兩極間的電壓在a 錯(cuò)答案：b【例 2】如圖 272 所示電路中，r1r2r31 ，電壓表內(nèi)阻很大當(dāng)開(kāi)關(guān) s 斷開(kāi)時(shí)，電壓表示數(shù)為 0.8 v，當(dāng)開(kāi)關(guān)s 閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為 1 v，求電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻圖 272【觸類(lèi)旁通觸類(lèi)旁通】2某電池當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓為 3 v，接上 8 的負(fù)載電阻后其路端電壓變?yōu)闉?2.4 v，則可以判定該電池的電動(dòng)勢(shì) e 和內(nèi)電阻 r 為()ae2.4 v，r1 ce2.4 v，r2 be3.0 v，r2 de3.0 v，r1 解析：當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓即為電源電動(dòng)勢(shì)，即 e3 v.再由題意知，當(dāng) r8 時(shí)，u外2.4 v

7、，即回路電流為 i2.48a0.3 aeu內(nèi)u外u外ir，解得 r2 .答案：b知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 2 路端電壓路端電壓與負(fù)載的關(guān)系與負(fù)載的關(guān)系1路端電壓與負(fù)載外消耗電能(1)路端電壓 u：是_電路上總的電勢(shì)降落(2)負(fù)載 r：電路中_的元件可知：當(dāng) r_時(shí)，u 增大，2路端電壓與外電阻的關(guān)系增大減小(1)根據(jù) ueir、ierr當(dāng) r_時(shí)，u 減小(2)當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，r，i_，u_；當(dāng)電源兩端短路時(shí)，r0，i_，u_.(不允許電源短路)0e03“當(dāng)外電路是純電阻時(shí)，根據(jù)外電壓 uir(r 為外電路的等效電阻)得出電流 i 越大，外電壓 u 也越大；根據(jù) ueir 得出電流 i 越大，外電壓 u

8、越小”為什么會(huì)得出不同的結(jié)論？究竟應(yīng)如何理解外電壓 u 與電流 i 的關(guān)系？當(dāng)外電路是純電阻時(shí)，外電壓 uir，但當(dāng) r 變化時(shí)，i也變化，且 r 增大時(shí)，i 減小，所以不能用 uir 來(lái)判斷 u 的變化，而應(yīng)根據(jù) uireir 來(lái)分析，即 r 增大時(shí)，i 減小，u 增大增大ir 增大u 減??；當(dāng)外電路短1路端電壓與外電阻的關(guān)系由 ueir，當(dāng)外電阻 r 增大時(shí)ierr減小ir 減小u 增大；當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，r，i0，ir0，ue；當(dāng)外電阻 r 減小時(shí)ierr路時(shí)，r0，ier(稱(chēng)為短路電流)，u0.(由于通常的電源內(nèi)阻很小，短路時(shí)會(huì)形成很大的電流，這就是嚴(yán)禁把電源兩極不經(jīng)負(fù)載直接相接的原因)

9、2路端電壓與電流的關(guān)系(1)公式：ueir，路端電壓隨著電路中電流的增大而減小(2)ui 圖象：一條傾斜的直線，如圖 273 所示圖 273【例 3】(雙選)圖 274 所示的是兩個(gè)閉合電路中兩個(gè)電)源的 ui 圖象，下列說(shuō)法中正確的是(a電動(dòng)勢(shì) e1e2，內(nèi)阻 r1r2b電動(dòng)勢(shì) e1e2，內(nèi)阻 r1r2c電動(dòng)勢(shì) e1e2，發(fā)生短路時(shí)的電流 i1i2d當(dāng)兩電源的工作電流變化相同時(shí)，電源 1 的路端電壓變化較大圖 274答案：ac【觸類(lèi)旁通觸類(lèi)旁通】3對(duì)閉合電路的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()aa電源短路時(shí)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)b電源短路時(shí)，路端電壓為零c外電路斷開(kāi)時(shí)，路端電壓最大d外電路的電阻增大時(shí)，路端

10、電壓也增大1閉合回路中的幾個(gè)功率及其關(guān)系(1)電源的總功率：p總eiu外 iu內(nèi) ip出p內(nèi)(2)電源內(nèi)部消耗的功率：p內(nèi)i2ru內(nèi) ip總p出(3)電源的輸出功率：p出u外 ieii2rp總p內(nèi)圖 275p出與 r 的關(guān)系如圖 275 所示由上式得：r 越大，越大；當(dāng) rr 時(shí)，電源的輸出功率最大，而此時(shí)電源的效率為 50%.【例 4】(雙選)如圖 276 所示，r1 為定值電阻，r2 為可變電阻e 為電源電動(dòng)勢(shì)，r 為電源內(nèi)阻，下列說(shuō)法正確的是()a當(dāng) r2r1r 時(shí)，r2 上獲得最大功率b當(dāng) r2r1r 時(shí)，r1 上獲得最大功率c當(dāng) r20 時(shí)，r1 上獲得最大功率d當(dāng) r20 時(shí)，電源

11、的輸出功率最大圖 276圖 277i r1，且 i解析：求 r2 的電功率時(shí)，可將 r1 視為電源內(nèi)阻的一部分，如圖 277 所示r2 的電功率是等效電源的輸出功率，當(dāng) r2r1r 時(shí)，r2 獲得的電功率最大，a 正確而 r1 的電功率 p12er1r2r可知，r20 時(shí)，r1 獲得的電功率最大，b 錯(cuò)誤，c 正確在討論電源的輸出功率時(shí)，(r1r2)為外電阻，內(nèi)電阻 r 恒定，由于 r1 和 r 具體數(shù)值未知，所以當(dāng) r20 時(shí)，電源的輸出功率并不一定最大，d 錯(cuò)誤答案：ac【觸類(lèi)旁通觸類(lèi)旁通】4如圖 278 所示的閉合電路，電源內(nèi)阻不為零，閉合)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，以下分析正確的是(a

12、滑動(dòng)變阻器的阻值越大，電源的輸出功率越大b滑動(dòng)變阻器的阻值越大，電源的總功率越大c滑動(dòng)變阻器的阻值越小，電源的輸出功率越大圖 278d滑動(dòng)變阻器的阻值越小，電源內(nèi)阻消耗的功率也越大解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值 r 與內(nèi)阻 r 相等時(shí)輸出功率最大，a、c 錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的阻值越大，i 減小，電源的總功率 p總ei 越小，b 錯(cuò)誤p內(nèi)i2r 隨 i 增大而增大，d 正確答案：d判斷總電流的變化2閉合電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析(1)閉合電路的動(dòng)態(tài)分析具體步驟如下：認(rèn)識(shí)電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測(cè)量對(duì)象由局部電阻變化判斷總電阻的變化由 ierr據(jù) ueir 判斷路端電壓的變化由歐姆定律

13、及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流的變化(2)閉合電路的動(dòng)態(tài)分析常用方法：任一電阻增大(減小)，則電路的總電阻增大(減小)任一電阻增大(減小)，則該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大(減小)，而通過(guò)該電阻的電流會(huì)減小(增大)討論定值電阻上的電壓或電流變化時(shí)，可用部分電路歐能用 iur進(jìn)行分析，這時(shí)應(yīng)根據(jù)總電壓和部分電壓的關(guān)系或干路電流與各支路電流的關(guān)系進(jìn)行判斷【例 5】在如圖 279 所示電路中，當(dāng)變阻器 r3 的滑片p 向 b 端移動(dòng)時(shí)()a電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小b電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大圖 279c電壓表示數(shù)變大， 電流表示數(shù)變大d電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小答案：b思維總結(jié)：電路的動(dòng)態(tài)分析應(yīng)該先局部后整體，整體后再局部先局部是看由于局部的電阻變化而引起的總電阻的變化，然后看整體的干路電流和路端電壓的變化情況，結(jié)合它們的變化情況再分析需要求解的物理量