第七節(jié) 閉合電路歐姆定律 第二課時(shí)

2.7閉合電路歐姆定律

（第二、三課時(shí)）路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系思考：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由a向b移動(dòng)時(shí),電流表和電壓表示數(shù)如何變化?

R↑R總Ｉ總Ｕ外電流表示數(shù)減小電壓表示數(shù)增大Ｕ外＝Ｅ－Ｉr↑↓↑１、如圖電路：R增大，電流減小，路端電壓增大R減小，電流增大，路端電壓減小三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系路端電壓:閉合電路歐姆定律:外電路兩端的電壓叫路端電壓．２、兩個(gè)特例：（2）外電路短路時(shí)（1）外電路斷路時(shí)E、rAVE、rAV斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)說(shuō)一說(shuō):一些同學(xué)可能有這樣的經(jīng)驗(yàn)：傍晚用電多的時(shí)候，在插上電爐、電熱水壺等用電多的電器時(shí)，燈光會(huì)變暗，拔掉后燈光馬上又變亮起來(lái)。在一些供電質(zhì)量不太好的地區(qū)更為嚴(yán)重。嘗試去解釋一下這種現(xiàn)象。設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/ＡO討論：1、外電路斷開(kāi)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中的哪一點(diǎn)？怎樣看出這時(shí)路端電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系？E=３v三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/ＡOE=３v討論：2、電動(dòng)勢(shì)E的大小對(duì)圖像有什么影響？在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E．

三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/ＡOE=３vI短＝１.５Ａ討論：3、電源短路的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖中哪一點(diǎn)？怎么樣讀出這時(shí)電流大?。吭跈M軸上的截距表示電源的短路電流三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系設(shè)置情景:設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=2Ω。請(qǐng)根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做出U與I關(guān)系的函數(shù)圖像。U/VI/ＡOE=３vI短＝１.５Ａ討論：4、r的大小對(duì)圖像有什么影響?

圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害．三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系３、電源的外特性曲線

——路端電壓U隨電流I變化的圖象．

(1)圖象的函數(shù)表達(dá)

②在橫軸上的截距表示電源的短路電流③圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害．①在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E．

(2)圖象的物理意義UIOEI短θ三、路端電壓跟負(fù)載（外電阻）的關(guān)系0.51、如圖是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖象,由圖象可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)為

V,內(nèi)阻為

ΩU/VI/AO1232463課堂練習(xí)ABUIO12A.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài),兩電路的外電阻相等B.E1>E2,r1>r2C.圖象交點(diǎn)所示狀態(tài),兩電路的電阻相等D.E1>E2,r1<r2課堂練習(xí)2、有兩節(jié)電池,它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E1和E2,內(nèi)電阻分別為r1和r2.將它們分別連成閉合電路,其外電路的電流I和路端電壓U的關(guān)系如圖所示,可以判定()3、如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2，短路電流I1>I2B.電動(dòng)勢(shì)E1=E2.內(nèi)阻r1>r2C電動(dòng)勢(shì)E1>E2，內(nèi)阻r1<r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大OUI12AD課堂練習(xí)4、如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)點(diǎn)P向右移動(dòng)時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)將如何變化？E、rR1AVR2R3P課堂練習(xí)電流表的示數(shù)增大電壓表的示數(shù)減小電路動(dòng)態(tài)分析分析方法：串反并同5、A燈與B燈電阻相同，當(dāng)變阻器滑片向下移動(dòng)時(shí)，對(duì)兩燈明暗程度的變化判斷正確的是()A、A、B燈都變亮B、A、B燈都變暗C、A燈變亮，B燈變暗D、A燈變暗，B燈變亮B課堂練習(xí)V1示數(shù)增大V2示數(shù)增大A示數(shù)減小課堂練習(xí)6、如圖所示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)時(shí),判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化?7、在如圖電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，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和ΔU3表示．下列比值正確的是（）A、U1/I不變，ΔU1/ΔI不變．B、U2/I變大，ΔU2/ΔI變大．C、U2/I變大，ΔU2/ΔI不變．D、U3/I變大，ΔU3/ΔI不變．課堂練習(xí)ACD四、閉合電路中的功率由于閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，得：1．電源提供的功率（電源功率）：

2．電源的輸出功率（外電路得到的功率）

3．電源內(nèi)阻上的熱功率

說(shuō)明：外電路可以是任何電路。4.供電效率:η=P出/P總＝U外/E討論：滑片從a移動(dòng)到b的過(guò)程中，何時(shí)電源的輸出功率最大？電源的總功率和內(nèi)電阻消耗的功率與電流的關(guān)系1、電源的總功率OP總Iα.MP0I0（1）條件：E、r一定（2）規(guī)律：①公式表述：②文字表述：電源的總功率與電流成正比。③圖像表述：過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率表示電動(dòng)勢(shì)。2、電源內(nèi)電阻消耗的功率（1）條件：E、r一定OP內(nèi)IMI0P0（2）規(guī)律：①公式表述：②文字表述：電源內(nèi)阻消耗的功率與電流的平方成正比。③圖像表述：過(guò)原點(diǎn)的拋物線。例1:如圖所示直線OAC某一直流電源的總功率P總隨電流I的變化圖線，拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I的變化圖線，A、B兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)都是2A，那么I=2A時(shí)電源輸出功率及外電阻分別是（）A．2W，0.5ΩB．4W，2ΩC．2W，1ΩD．6W，2ΩAOP/WI/A32P內(nèi)P總19ABC電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系1、條件：

（1）純電阻電路，（2）E、r一定，（3）

R是外電路的總電阻，（4）R是變化的（自變量）。2、規(guī)律：推導(dǎo)方法（1）配方法；（2）均值不等式（1）公式表述：（2）圖像表述：②當(dāng)R=r時(shí)，電源輸出功率最大RP出PmrP0R1R2O③當(dāng)時(shí)，電源的輸出功率相等。最大輸出功率①當(dāng)R=0即電路短路和R=∞即電路斷路兩種情況下，電源的輸出功率均為零。④當(dāng)R∈（0，r）是增函數(shù)；當(dāng)R∈（r，∞）是減函數(shù)；例2:如圖所示的電路,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，內(nèi)電阻r=2.0Ω，定值電阻R1=1.0Ω，R2為可變電阻，其阻值在0--10Ω范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（1）R2取何值時(shí)，電源的輸出功率最大？（3）R2

取何值時(shí)，R1消耗的電功率最大？（2）R2取何值時(shí)，R2

消耗的電功率最大？R2R1Er1、當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源輸出的功率最大，但此時(shí)效率才50%。2、模型化歸：研究變阻器上消耗功率最大時(shí)，可把定值電阻看作內(nèi)阻。例3:某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示．用此電源和電阻R1、R2組成電路．R1、R2可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)接入電路．為使電源輸出功率最大，可采用的接法是（）A．將R1單獨(dú)接到電源兩端B．將R2單獨(dú)接到電源兩端C．將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端D．將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端024312R2R16U/VI/A解：由圖線得:R1=0.5Ω,R2=1Ω,

電源內(nèi)阻r=0.5Ω為使電源輸出功率最大，應(yīng)使R=r，選項(xiàng)A正確。A電源的效率與外電阻的關(guān)系1、條件：純電阻電路，E、r一定2、規(guī)律：（3）圖像表述：（1）公式表述：（2）文字表述：電源的效率隨著外電阻的增大而增大。ORηrM10.53、幾種特殊情況：（1）斷路：R=0η=0R=∞η=100%（2）短路：（3）最大輸出功率R=rη=50%4、說(shuō)明：該規(guī)律與路端電壓與外電阻關(guān)系如出一轍。例4:如圖所示直線A為電源的U-I圖線,直線B為電阻的U-I圖線,用該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的輸出功率和電源的效率分別是（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V246BA3210解:由圖線可知R=1Ω,E=3Vr=0.5Ω虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率P出=4WP總=EI=6WD本題主要考查導(dǎo)體的U-I圖像與電源的U-I圖像的區(qū)別以及在同一坐標(biāo)系中交點(diǎn)的含義。圖線A、B,的交點(diǎn)即為此時(shí)電路的工作狀態(tài)。從交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)可讀出此時(shí)工作電路中的總電流和路端電壓。虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率。五、電路故障分析例題1：如圖所示電路中白熾燈A、B不亮，但電路中只有一處斷開(kāi)，今用電壓表測(cè)得：Uab=0，Uac=6V，Ubd=6V，Ucd=0。則可知（）

A．B燈斷B.A燈斷C.R斷D.電源斷1、給定測(cè)量值，分析推斷故障

C例題2：如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是（）（A）R1斷路（B）R2斷路（C）R3短路（D）R4短路2、根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障

A3、根據(jù)故障，分析推斷可能觀察到的現(xiàn)象例題3：如圖所示，燈泡A和B都正常發(fā)光，R2忽然斷路,已知U不變，試分析A、B兩燈的亮度如何變化？A燈變亮B燈變暗六、含有電容器的直流電路電容器是一個(gè)儲(chǔ)能元件，在直流電路中，當(dāng)電路穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，含有電容器的支路看作斷路，關(guān)于電路中電容器的考查常見(jiàn)以下幾方面：（一）考查電容器所帶電荷量例1：已知如圖，電源內(nèi)阻不計(jì)。為使電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法：（

）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.減小R1R1

R3R2ECABBCCCR1R2R3CD1、如圖所示的電路中，已知電容C1=C2，電阻R1﹥R2，電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的有（）A、C1的電量增多，C2的電量減少B、C1的電量減少，C2的電量增多C、C1、C2的電量都增多D、C1、C2的電量都減少D課堂訓(xùn)練（二）考查電路變化后流過(guò)用電器的電荷量例2：如圖2所示電路中R1=R2=R3=8Ω，電容器電容C=5μF,電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻不計(jì)，求電鍵S由穩(wěn)定的閉合狀態(tài)斷開(kāi)后流過(guò)的電荷量．解析：電鍵閉合時(shí)電路結(jié)構(gòu)為R1和R2串聯(lián)后與R3并聯(lián)，電容器并在R2兩端，電源內(nèi)阻不計(jì)，由串聯(lián)正比分壓得U2＝3V，b板帶正電，電荷量Q2＝CU2；電鍵斷開(kāi)后電路結(jié)構(gòu)為R1和R2串聯(lián)，電容器通過(guò)R3并在R1兩端，則電容器兩端電壓為U1＝3V，b板帶負(fù)電，電荷量Q1＝CU1;所以電鍵斷開(kāi)后電容器通過(guò)R3先放電后反向充電，流過(guò)R3的電荷量為兩情況下電容器所帶電荷量之和ΔQ=Q1+Q2注意：求電路變化后流過(guò)用電器的電荷量的問(wèn)題，一定要注意同一極板上所