2024高考物理一輪復(fù)習(xí)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(yīng)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(biāo)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(fù)極所

源內(nèi)由負(fù)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(dāng)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(rèn)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(dǎo)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(dá)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(fù)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(dá)：U=E-Ir

〃當(dāng)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(dāng)外電路短路時（R=0,U=0）,橫坐標(biāo)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(biāo)和橫坐標(biāo)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)時外電阻的大小；當(dāng)U=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(dāng)I［時UI,當(dāng)II時Ut,表明UI有極值存

大。

當(dāng)/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(dāng)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(yīng)于電源的韭最大輸出功率P可以有兩個不同的處電阻風(fēng)和R,不難證明r=瓦.

II.當(dāng)R<r時,若R增大,則Pm增人;HI.當(dāng)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(biāo)和橫坐標(biāo)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(dāng)

u=￡時，p最大。

2

應(yīng)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(dāng)電源的輸出功率達(dá)最大時,n=50%。

12

~P,：~1E~E~J（R+r）~/?+r

（5）電源的外特性曲線和導(dǎo)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(dǎo)體的伏安特性曲線：

在給定導(dǎo)體（電阻R）的條件下，通過變更加在導(dǎo)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(dǎo)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(biāo)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(dāng)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(dāng)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(shè)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(yīng)，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(yīng)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(xué)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(yīng)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小減小（稱串反并同法）

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?。?/p>

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(dāng)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(dāng)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