閉合電路歐姆定律 【核心知識精講精研】 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

12.2閉合電路的歐姆定律第十二章電能

能量守恒定律如圖為閉合電路的組成.(1)在內(nèi)、外電路中，沿著電流方向，各點電勢如何變化？閉合電路的歐姆定律一

在外電路中沿電流方向電勢降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢升高.(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內(nèi)非靜電力做功多少？內(nèi)、外電路中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關(guān)系？

EIt

I2rt

I2Rt

EIt＝I2Rt＋I2rt(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系怎樣？適用于純電阻電路U外＝E－Ir，E＝U外＋U內(nèi)適用于任意的閉合電路.如圖所示的電路中，當開關(guān)S接a點時，標有“4V，8W”的小燈泡L正常發(fā)光，當開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1A，這時電阻R兩端的電壓為5V.求：(1)電阻R的阻值(2)電源的電動勢和內(nèi)阻.聯(lián)立解二元一次方程1.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝10V，內(nèi)電阻r＝1Ω，試求當外電阻R的電阻值分別為3Ω、4Ω、9Ω時所對應(yīng)的路端電壓.通過數(shù)據(jù)計算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？路端電壓與電流、負載的關(guān)系二

外電壓分別為7.5V、8V、9V.隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大.1.路端電壓的表達式：U＝

.2.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當外電阻R增大時，電流I減小，路端電壓

.(2)當外電阻R減小時，電流I增大，路端電壓

.(3)兩個特例：外電路斷開時，R→∞，I＝

，U＝

，據(jù)此特點可測電源電動勢.外電路短路時，R＝0，I＝

，U＝

，據(jù)此特點可以理解不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接的原因.E－Ir增大減小0E03.外電壓U與電流I的關(guān)系由U＝E－Ir可知，U－I圖象是一條斜向下的直線，如圖所示.(1)圖象中U軸截距E表示電源的

.(2)I軸截距I0等于

.(3)圖線斜率的絕對值表示電源的

，即

＝.電動勢短路電流內(nèi)阻r

(多選)當分別用A、B兩電源給某電路供電時，其路端電壓與電流的關(guān)系圖線如圖所示，則A.電源電動勢EA＝EBB.電源內(nèi)阻rA＝rBC.電源A的短路電流為0.2AD.電源B的短路電流為0.3A√√易錯：若縱坐標上的取值不是從零開始，則橫坐標截距不表示短路電流，但斜率的絕對值仍然等于內(nèi)阻.三、閉合電路的動態(tài)分析(1)分析流程①分析電路，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量對象②由局部電阻變化判斷總電阻的變化③由I＝

判斷總電流的變化④據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化⑤由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷電路各部分的電壓及電流的變化例如圖所示，R1阻值恒定，R2為熱敏電阻(熱敏電阻阻值隨溫度降低而增大)，L為小燈泡，當R2所在位置溫度升高時(

)A.R1兩端的電壓減小B.小燈泡的亮度變暗C.電流表的示數(shù)減小D.通過R2的電流減小√按流程分析I增大，IR1肯定增大干路電流串并聯(lián)規(guī)律口訣--串反并同串反：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時，與它串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大.并同：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小.針對訓(xùn)練

如圖所示電路中，開關(guān)S閉合，當滑動變阻器的滑片P從a端向b端滑動時，以下判斷正確的是A.電壓表示數(shù)變大，通過燈L1的電流變大，燈L2變亮B.電壓表示數(shù)變小，通過燈L1的電流變小，燈L2變暗C.電壓表示數(shù)變大，通過燈L2的電流變小，燈L1變亮D.電壓表示數(shù)變小，通過燈L2的電流變大，燈L1變暗√L1與變阻器并聯(lián)，變化相同，所以U1和I1都減小L2在干路與變阻器間接串聯(lián)易錯：(多選)在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，理想電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示.下列比值中正確的是√√√數(shù)理結(jié)合-變化量之比轉(zhuǎn)化為函數(shù)中的斜率k四、閉合電路的功率和效率1.電源的總功率：P總＝

；電源內(nèi)耗功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I.2.對于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝率最大，其最大輸出功率為P＝

.電源輸出功率隨外電阻的變化曲線如圖所示.EIr如果取不到相等則R與r越接近則電源輸出功率越大例如圖所示，電路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，變阻器的最大阻值R＝10Ω.(1)在變阻器的阻值R為多大時，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大為多大？(2)在變阻器的阻值R為多大時,變阻器上消耗的功率最大？最大為多大？定值電阻通過的電流最大時消耗功率最大求可變電阻消耗的功率時可將其他電阻等效為電源內(nèi)阻-再直接用結(jié)論針對訓(xùn)練

將一個電源與一電阻箱連接構(gòu)成閉合回路，測得的電阻箱所消耗的功率P與電阻箱的讀數(shù)R的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A.電源最大輸出功率可能大于45WB.電源內(nèi)阻為5ΩC.電源的電動勢為45VD.電阻箱消耗的功率為最大值時，電源的效率大于50%√電阻箱功率就是電源輸出功率電動勢就用功率最值來算等于50%

電阻電源U－I圖象

研究對象定值電阻電源五、電阻的U－I圖線與電源的U－I圖線的對比聯(lián)系：電源的電動勢和內(nèi)阻是不變的，正是由于外電阻R的變化才會引起外電壓U外和總電流I的變化R不隨U與I的變化而變化縱截距為E，斜率為r考點：兩種圖象的交點坐標表示該用電器單獨與電源串聯(lián)的工作電流和路端電壓(也是用電器兩端的電壓).如圖，電源的輸出功率分別為Pb＝U1I1，Pc＝U2I2.例

(多選)如圖所示，直線A為電源的U－I圖線，直線B和C分別為電阻R1和R2的U－I