2024高考物理一輪復習總教案：93 閉合電路的歐姆定律

晝歲閉合電路的歐姆定律

一、電源

1.電源：是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置.

2.電動勢：單位：Vo非靜電力搬運電荷所做的功跟搬運電荷電量的比值，E=W/qo

「一示電源把其它修式的熊三?也熊本事的大小,等于電路中通過1C電量時電源所供應的電能的數(shù)值

I在數(shù)值上=電源沒有接入電路時兩極板間的電壓，

內(nèi)外電路上電勢著陸之和￡=（/外+U內(nèi).

3.電動勢是標量.要留意電動勢不是電壓：

電動勢與電勢差的區(qū)分（見表格）

電動勢電勢差

物理意義反映電源內(nèi)部非靜電力做功把其它反映電路中電場力做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的

形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的狀況狀況

定義式E=W/qU=W/q

W為電源的非靜電力把正電荷從電W為電場力把正電荷從電源外部由正極移到負極所

源內(nèi)由負極移到正極所做的功做的功

量度式

E=|R+lr=U外+UHU=IR

測量動用歐姆定律間接測量用伏特表測量

確定因素與電源的性質(zhì)有關(guān)與電源、電路中的用電器有關(guān)

特別狀況當電源斷開時路端電壓值=電源的電動勢

二、閉合電路的歐姆定律（對于.給定電源：一般認為E,r不變，但電池用久后，E略變小，r明顯增

大。）

（1）內(nèi)、外電路

①內(nèi)電路：電源兩極（不含兩極）以內(nèi)，如電池內(nèi)的溶液、發(fā)電機的線圈等.內(nèi)電路的電阻叫做內(nèi)電阻r.內(nèi)電路分得的電壓稱

為內(nèi)電壓，

②外電路：電源兩極間包括用電器和導線等，外電路的電阻叫做外電阻R.外電路分得的電壓稱為外電壓（在電閉合電路中兩源兩

極的電壓是外電壓）

（2）閉合電路的歐姆定律適用條件：純電阻電路

①內(nèi)容：閉合電路的電流跟耳源的電動勢成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，即仁日（R+r）

探討閉合電路，主要物理量有E、八R、I、U,前兩個是第量，后三個懸變量。

U=E-MU-I關(guān)系）

②表達形式:

/=關(guān)系）

R+r

lu=」-E（U—K關(guān)系）

R+r

③探討：I外電路斷開時（1=0）,路端電壓等于電源的電動勢（即U=E）;而這時用電壓表測量時，其讀數(shù)略小于電動勞（有微

弱電流）

2外電路短路時（R=0.l=0）電流最大為（一般不允許這種狀況,會把電源燒壞）

⑶路端電壓跟負載的關(guān)系

①路端電壓：外電路的電勢著陸，也就是外電路兩端的電壓.U=E-Ir,路端電壓隨著電路中電流的增大

而減?。?/p>

路端電壓隨外電阻變更的狀況：反之亦然。

②電源的外特性曲線一一嬲泱壓U隨電虹變更的圖象：（U—I關(guān)系圖線）

圖象的函數(shù)表達：U=E-Ir

〃當外電路斷路時（即R-8,I=0）,縱軸上的截距表示電源的電動勢E（E=UQ；.

J當外電路短路時（R=0,U=0）,橫坐標的截距表示電源的短路電流IdE/r；

圖線的斜率的肯定值為電源的內(nèi)電阻.

某點縱坐標和橫坐標值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表示電源的輸出功率,

該直線上隨意一點與原點連線的斜率表示該狀態(tài)時外電阻的大?。划擴=E/2（即R=r）時，P”,錄大“

n=50%

窗熊一坐拯原蠅查返坐丕^曳

流。

（4）.閉合電路的輸出功率

①電源的總功率：P*=IE=IU外十IU朽IU+R,（閉合電，路中內(nèi)、外電路的電流相等，所以由E=U外+

U內(nèi)）

②電源的輸出功率與電路中電流的關(guān)系:P=UXI：當I［時UI,當II時Ut,表明UI有極值存

大。

當/二%,時.電源的輸出功率最大，匕=七九

③電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系：（等效于如圖所示的電路）

當R=i"時（I=E/2r）,電源有最大輸出功率：

Pmax

4?-

結(jié)論“有處也敬的也旗笠王羽邈的內(nèi)里時，一也遮的輸世史婆地X*=罷使電質(zhì)史某電阻R的助聚地R：系住R=電路

例：電阻R的功率最大條件於：R=Ro+r

輸出功率隨外電阻R變更的圖線（如圖所示）；由圖象可知，

I.對應于電源的韭最大輸出功率P可以有兩個不同的處電阻風和R,不難證明r=瓦.

II.當R<r時,若R增大,則Pm增人;HI.當R>i?時,若R增人,則P而減小.

IV.在電源外特性曲線上某點縱坐標和橫坐標值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的面積表示電源的輸出功率，當

u=￡時，p最大。

2

應留意:對于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流大小,

2

④電源內(nèi)阻上的熱功率：PH=UliJI=Ir0t

⑤電源的供電效率琮=卬J=R當電源的輸出功率達最大時,n=50%。

12

~P,：~1E~E~J（R+r）~/?+r

（5）電源的外特性曲線和導體的伏安特性曲線

⑴聯(lián)系：它們都是電壓和電流的關(guān)系圖線；

⑵區(qū)分：它們存在的前提不同，遵循的物理規(guī)律不同，反映的物理意義不同；

①電源的外特性曲線：

在電源的電動勢用內(nèi)同r肯定的條件下，通過變更外電路的電阻R使路端電壓U隨電流I變更的圖

線，

遵循閉合電路歐姆定律。U=E-Ir,

圖線與縱軸的截距表示電動勢E,斜率的肯定值表示內(nèi)阻r。

②導體的伏安特性曲線：

在給定導體（電阻R）的條件下，通過變更加在導體兩端的電壓而得到的電流I隨電壓U變更的圖

線;

遵循（部分電路）歐姆定律。1一巳：

R

圖線斜率的倒數(shù)值表元導體的電阻R。

右圖中〃為電源的圖象；為外電阻的圖象:兩者的交點坐標表示該電阻接

入電路時電路的總電流和路端電壓：該點和原點之間的矩形的面枳表示輸出功率；a的斜

率的肯定值表示內(nèi)阻大?。弘兜男甭实目隙ㄖ当硎咎幰纷璧拇笮?當兩個斜率相等時（即

內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大,即輸出功率最大（可以看出當時路端電壓是電動勢的一半，電流是

IR=(I-I)R=>R=—JR=—RQ01為量程的擴大倍數(shù))

gggI_I8_Is

8n

RRR

內(nèi)阻G=一二=」,由這兩式子可知，電流表量程越大，氏越小，其內(nèi)阻也越小.

R+4〃

(4)電壓表：符號V,用來測量電路中兩點之間的電壓.一里聯(lián)電阻分壓原理如圖所示是電壓表內(nèi)部

電路圖.

設電壓表的星程為U,獷大量程的倍數(shù)為n=U/Ug,由串聯(lián)電路的特點，得：

--1

%=巴上=R=(上慳)R=J=(n.I)R(n為量程的擴大倍數(shù))

凡R4115

電壓表內(nèi)阻々=R+R,=nRr，由這兩個式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻就越大，其內(nèi)阻也越大.

(5)改為歐姆表的原理兩表筆短接后，調(diào)整R。使電表指針滿偏，得Ig=E/(r+Rg+Ro)

接入被測電阻Rx后通過電表的電流為Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)

=E/(R中+Rx)

由于k與Rx對應，因此可指示被測電阻大小

(6)非志向電表對電路的影響不能忽視，.解題時應把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻

器.

①用電壓表測得的電壓事實上是被測電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，由于電壓表內(nèi)阻不行能無限大，

因此測得的電壓總比被測電路兩端的實際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實際電壓值.

———————r

②用電流表測得的電流，實質(zhì)上是被測量的支路(或干路)串聯(lián)一個.電阻(即電流表內(nèi)阻)后的：

電流.LQHJ1°

?R

因此，電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實值.

規(guī)律方法1、動態(tài)電路的分析與計算電路動態(tài)變更分析(高考的熱點)各燈、表的變更狀

況F*-............1

動態(tài)電路變更的分析是依據(jù)歐城定建這里二及聯(lián)電頻比既，來分析電路中某一電阻變更而引起的整町『⑼寧r

II

個電路中各部分電學量的變更狀況，'

常見方法如下：

(1)程序法：基本思路是“部分一整體一部分”部分電路歐姆定律各部重量的變更狀況

局部變更=>R?=>[◎=>先探討電路中不變部分(如:r)=最終探討變更部分

局部變更R,T=>R“，Tnl「，JnU內(nèi)J=>U寮T=>再探討其它

1后內(nèi)洛

（2）直觀法：即干脆應用“部分電路中R、I、U的關(guān)系”中的兩個結(jié)論。

①任?個R增必引起通過該電阻的電流減小，其兩端電壓UR增加.（局部電阻本身電流、電壓）

②任一個R增必引起與之迸聯(lián)支踹電通I#增加；與之里區(qū)支路口醫(yī)U小減?。ǚQ串反并同法）

總結(jié)規(guī)律如下：

①總電路上R增大時總電流/減小，路端電壓U增大：

②變更電阻本身和總電路變更規(guī)律相同；

③和變更電阻有串聯(lián)關(guān)系（通過變更電阻的電.流也通過該電阻）的看電流（即總電流減小時，該電阻的電

流、電壓都減小）；

④和變更電阻有并聯(lián)關(guān)系的（通過變更電阻的電流不通過該電阻）看電壓（即路端電壓增大時，該電阻的電

流、電壓都增大）。

（3）極限法：即因變阻器滑動引起電路變更的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去探討。

（4）特別值法：對于某些雙臂環(huán)路問題，可以實行代入特別值去判定，從而找出結(jié)論。

2

當R=r時，電源輸出功率最大為Pmax=E/4r而效率只有50%,

2、電路故障分析與黑盒子問題閉合電路黑盒。其解答步驟是：

①將電勢差為零的兩接線柱短接，假如黑盒內(nèi)尺百里?_皿憶叢氏睡小的甌姻匿藏

②在電勢差最大的兩接線柱間畫電源

③依據(jù)題給測試結(jié)果，分析計算各接線柱之間的電阻安排，并將電阻接在各接線柱之間。

④斷路點的判定：當由純電阻組成的串聯(lián).電路中僅有一處發(fā)生斷路故障時，用電壓表就可以便利地判

定斷路點：

凡