闭合电路欧姆定律1

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高中物理:闭合电路的欧姆定律

高中物理:闭合电路的欧姆定律

高中物理:闭合电路的欧姆定律【知识点的认识】1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比。

(2)公式:①I=(只适用于纯电阻电路);②E=U外+Ir(适用于所有电路)。

2.路端电压与外电阻的关系:一般情况U=IR=•R=,当R增大时,U增大特殊情况(1)当外电路断路时,I=0,U=E=,U=0(2)当外电路短路时,I短【命题方向】(1)第一类常考题型是对电路的动态分析:如图所示,电源电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器的滑片P处于左端时,三盏灯L1、L2、L3均发光良好。

在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L2变暗B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.电压表V1、V2示数均变大D.电压表V1、V2示数之和变大分析:在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中,先分析变阻器接入电路的电阻如何变化,分析外电路总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化,即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化,从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。

再根据路端电压的变化,分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化;根据干路电流与L3电流的变化,分析L1电流的变化,即可判断灯泡L1亮度的变化。

根据路端电压的变化,判断两电压表示数之和的变化。

解:B、滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,整个闭合回路的总电阻变大,根据闭合欧姆定律可得干路电流I=变小,灯泡L2变暗,故B错误。

C、灯泡L2两端电压U2=IR2变小,即电压表V2示数变小,电压表V1的读数为U1=E﹣I (r+R2),变大,故C错误。

A、小灯泡L3变亮,根据串、并联电路的特点I=I1+I3,I减小,I3=变大,则通过小灯泡L1的电流I1减小,小灯泡L1变暗,故A正确。

D、电压表V1、V2示数之和为U=E﹣Ir,I减小,U增大,故D正确。

故选AD。

点评:本题首先要搞清电路的连接方式,搞懂电压表测量哪部分电路的电压,其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。

2.7闭合电路欧姆定律1

2.7闭合电路欧姆定律1


5、电源的输出功率 :
P
R r
E2R
2

R r 2
P出
4Rr
E2 E2 4r 4r
6、电源的供电效率: 可见电源输出功率随外电阻变化的 图线如图所示,而当内外电阻相等 Pm 时,电源的输出功率最大,为
E2 Pm 4r
o
r
R
(最后一个等号只适用于纯电阻电路)
注意:闭合电路的输出功率最大时,电源的效率并不是最大, η=50%。
下图中b图线表示定值电阻的U-I 图像;两图像的交点坐标表示该 电阻接入电路时电路的总电流和 路端电压;该点和原点之间的矩 形的面积表示输出功率.
M ( I 0 ,U 0)
o
b
I0
a
Im
I
三、路端电压跟负载的关系
外电路两端的电压叫路端电压. 路端电压:
s
U E Ir
ARຫໍສະໝຸດ 1、如图电路: R增大,I减小, 内压减小, 外压增大 R减小, I增大, 内压增大, 外压减小 2、两个特例: A (1)外电路断路时
E 2、 表达式: I Rr
或: E=U外+U内
纯电阻 电路) (适用于________
一切 (适用于________ 电路)
二、闭合电路欧姆定律:
E IR Ir
说明:
E I Rr
1、 U 外 IR 是外电路上总的电势降
落,习惯上叫路端电压.
2、 U内 Ir 是内电路上的电势降落,
3、在如图所示的电路中,电源的电动势为1.5V,内0.12Ω , 外电路的电阻为1.38Ω ,求电路中的电流和路端电压。 解: 由闭合电路欧姆定律 E 1 .5 I 1 A R r 1.38 0.12 U=IR=1.38V 路端电压为 R

闭合电路欧姆定律全解

闭合电路欧姆定律全解

5讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律 (1)内、外电路①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.②外电路:电源两极,包括用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻. (2) 闭合电路的欧姆定律①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即I=E/(R+r )②由E =U +Ir 可知,电源电势能等于内外压降之和;③适用条件:纯电阻电路 (3)路端电压跟负载的关系 ①路端电压:根据U =IR =ER/(R +r )=E/(1+r/R)可知,当R 增大时,U 增大;当R 减小时,U 减小。

表示为U -R 图象如右 ②U 一I 关系图由闭合电路欧姆定律知:U =E -Ir , 路端电压随着电路中电流的增大而减小; U 一I 关系图线如图示当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电动势E ;当外电路电压为U =0时,横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻. (4).闭合电路的输出功率①功率关系:P 总=EI=U 外I 十U 内I= UI +I 2r ,②电源的输出功率与电路中电流的关系:P 出=EI -I 2r 2224E E r I r r ⎡⎤=--+⎣⎦当2EI r=时,电源的输出功率最大,24m EP r=③电源的输出功率与外电路电阻的关系:()2224E P I R R r rR==-+出当R =r 时也即I=E/2r 时,电源的输出功率最大, 24m EP r=由图象可知,对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R l 和R 2,不难证明r =R<r 时,若R 增大,则P 出增大;当R>r 时,若R 增大,则P 出减小.应注意:对于内外电路上的固定电阻,其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小④电源的供电效率 100%100%100%U P R P E R rη=⨯=⨯=⨯+外出总【例1】如图所示,电压表 V l 、V 2串联接入电路中时,示数分别为8 V 和4 V ,当电压表V 2接入电路中时,如图(2)所示,示数为 10 V ,求电源的电动势为多少?解析:当两电压表接入电路时,电路中的电流强度为I l ,当一个电压表接入电路时,电路中的电流强度为I 2,则由图可知I 1=(E 一12)/r= 4/R v2……①I 2=(E -10)/r =10/R v2……② (l )÷(2)后得(E 一12)/(E -10)=4/10 解得 E = 13.3 V点评:还可以根据串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式.(E 一12)/4=r /R v2和(E -10)/10=r /R v2,等量代换后,即得E =13.3V .【例2】 如图所示,RB = 4Ω,A 、C 、D 是额定电压和额定功率均相同的三个用电器、电源内阻是l Ω.S 闭合后,当变阻器的电阻调为5Ω时,各用电器均正常工作.(1)S 断开后,若仍要各用电器正常工作,变阻器电阻R 应调为多少? (2)S 闭合和断开时, R B 上的电功率之比P B ∶P B /=?变阻器上消耗的功率之比 P ∶ P /=?解析:(1)在图所示的电路中,A 、C 、D 三个用电器是并联的,且正常工作,其额定功率相等,说明三个用电器的电流均相等,设每个用电器的额定电流为I , 若S 闭合,有3I =(E -U )/(R B +R +r )………① 若 S 断开,则有2I =(E -U )/(R B +R x +r )………② 由①、②解得R x = 10Ω(2)在 S 闭合和断开两种情况下,电阻R B 上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比 P B ∶P B /=(3I /2I )2=9/4,变阻器上消耗的功率应等于通过的电流平方与电阻乘积之比 P ∶ P /=(3I /2I )2×(R /R x )=9/8【例3】在图电路中,直流发电机E=250V ,r =3Ω,R 1=R 2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为 200V ,额定功率为1000W ,其它电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作? (2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大? (3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R 1、R 2上消耗的功率最大? (5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?解析:不计用电器电阻随温度的变化,则每只电热器的电阻R 0=10002002=40Ω,每只电热器的额定电流I 0=2001000=5A (1) 要使用电器正常工作,必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V ,因此干路电流1225020010311U I A r R R ε--===++++而每只电热器额定电流为5A ,则电热器的只数n 1=10/5=2只(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内电阻,由此可得电热器总电阻为R=r -(R 1+R 2)=3-(1+1)=1Ω,故有n 2=R 0/R=40/1=40只(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器组得到的电功率最大,把R 1、R 2视为等效(电源)内电阻,则其总电阻为R /=R 1+R 2+r=1+l +3=5Ω 所以n 3=R 0/R /=40/5=8只,(4)要使R 1、R 2上消耗功率最大,必须使其电流为最大,由此电路中总电阻必须是小.即当50只电热器全接通时,可满足要求.所以n 4=50只.(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大.则须使U AB 最大,这样A 、B 间的电阻应最大,所以n 5=1只 【例4】如图所示,直线AOC 为某一电源的总功率P 总随电流i 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图象.若A 、B 对应的横坐标为2A ,那么线段AB 表示的功率及I=2A 时对应的外电阻是( ).A .2W ,0.5Ω;B .4W ,2Ω;C .2W ,l Ω;D .6W ,2Ω; 解析:由图象知,直线OAC 表示电源的P 总-I 的关系,即P 总=E ·I 在C 点,I=3A , P 总=9W ,所以 E=P 总/I=9/3V=3V 抛物线OBC 表示电源的P r -I 的关系,即P r =I 2 r , 在C 点,I =3A ,Pr=9W ,所以r =P r /I 2=9/32=l Ω 根据闭合电路的欧姆定律,当I=2A 时,0.5IrR Iε-==Ω线段AB 表示的功率即电源的输出功率,有PAB=UI=I 2R=22×0.5=2W规律方法1、 两个U -I 图象的比较(1) 路端电压与电流的关系:U =E -Ir ,可用图甲表示,图象表示在E 、r 不变的前提下,U 随I 单调递减,U 是I 的一次函数,由图甲说明A. 图中表示电流为I1时,路端电压为U1,对应内电压为U ′B. 过E 点的平行于横轴的虚线表示电流为零时,路端电压不随I 而改变,且始终等于电源电动势,就是理想电源的情况 C. 图线斜率表示电源内阻的大小图中I m 表示外电阻等于零(即短路)时,回路中的电流,即I m =E/r(2)一段导体两端的电压与通过的电流关系:U =IR ,可用图乙表示。

高一物理闭合电路的欧姆定律1

高一物理闭合电路的欧姆定律1

R 0,I E / r,U 端 0
3、电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变 化的图象.
(1)图象的函数表达:
U E Ir
(2)图象的物理意义 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E. ②在横轴上的截距表示电源的短路电流
I短 E / r
③图象斜率的绝对值 表示电源的内阻,内 阻越大,图线倾斜得 越厉害.
推导的核心过程是分析闭合电路以下三处 的能量转化
外电路:
E外=I2R t

内电路:
E内=I2 r t


电池化学反应层: W =E I t
a b
a
d c
b
2
a b
a a
d c
b
c d b
3
a b
a a
d c
bc dBiblioteka b4ab a b
a
d c
b
a
d c
b
a
a
c
b
b
d c
d
5
闭合电路欧姆定律:
E IR Ir
E I Rr
表述:闭合电路中的电流跟电源 的电动势成正比,跟内、外电路 的电阻之和成反比.
E I Rr
●非静电力移送电荷 做的功等于其电势能 的增加量。 ●电动势与非静电力 做功的关系 E=W/q
根据“电场力做功,电势能减小;非静 电力做功,电势能增”分析闭合电路各 点的电势高低关系。 一个沿电流方向电势高低变化的直观图
四、闭合电路中的功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等, 所以由
E U 外 U内
EI
U外I
得:
EI U 外 I U 内 I

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

(一)闭合电路欧姆定律1、电源电动势:电源是把其他形式的能转化为电能的装置。

电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量;电动势的大小由电源本身的性质决定,数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量,也等于电源没有接入电路时两极间的电压;电动势是标量,方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。

2、闭合电路欧姆定律(1)闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成,也可叫含电源电路、全电路。

(2)在闭合电路里,内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律,设电源的内阻为r,外电路的电阻为R,那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir,电流流过外电阻时的电压降为U外=IR,由U外+U内=E,得。

该式反映了闭合电路中电流强度与电源的电动势成正比,与整个电路的电阻成反比,即为闭合电路欧姆定律,适用条件是外电路为纯电阻电路。

3、路端电压与负载变化的关系(1)路端电压与外电阻R的关系:(外电路为纯电阻电路)其关系用U—R图象可表示为:(2)路端电压与电流的关系U=E-Ir(普适式)其关系用U—I图象可表示为当R=∞时,即开路,当R=0时,即短路,其中,r=|tgθ|.4、闭合电路中的功率(1)电源的总功率(电源消耗的功率)P总=IE电源的输出功率(外电路消耗的功率)P输=IU电源内部损耗的功率:P损=I2r由能量守恒有:IE=IU+I2r(2)外电路为纯电阻电路时:由上式可以看出:即当R=r 时,此时电源效率为:(2)当R>r 时,随R 的增大输出功率减小。

(3)当R<r 时,随R 的增大输出功率增大。

(4)当时,每个输出功率对应2个可能的外电阻R 1和R 2,且(二)“串反并同”定则:在外电路为混联的闭合电路中,讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时,可采用以下简单的方法:“串反并同”,当某一电阻发生变化时,与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化;与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

闭合电路动态分析
在如图所示的电路中,将开关S由 断开变为闭合后,分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中,将电阻R0 的滑片向下滑,分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大,电流越小,外电压越大; 效率越大。
输出功率最大时:
当R
r时,I
E 2r
,U
E 2
,P出
E2 4r

50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时,分析电源输出功率,R1的 功率,R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件: P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时,P出 0;断路
当R
r时,P出
E2 4r
;输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中,三个特殊状态的联系:
当R
0时,I
E r
,U
0,P出
0;
短路
当R 时,I 0,U E,P出 0; 断路
3、规律: 当U 0时,P出 0; 短路
当U E时,P出 0; 断路
当U
E 2
时,P出
E2 4r
;输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R

高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律

高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律

课题:闭合电路的欧姆定律知识点总结:一、闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比。

(2)公式 ①I =E R +r (只适用于纯电阻电路); ②E =U外+Ir (适用于所有电路)。

(3) 在外电路中,沿电流方向电势降低.二、.路端电压与外电阻的关系1.路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小,但不呈线性变化.2.U -I 图像中,直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即内阻r =|ΔU ΔI|. 典例强化例1、将一电源电动势为E ,内电阻为r 的电池与外电路连接,构成一个闭合电路,用R 表示外电路电阻,I 表示电路的总电流,下列说法正确的是() A .由U 外=IR 可知,外电压随I 的增大而增大B .由U 内=Ir 可知,电源两端的电压随I 的增大而增大C .由U =E -Ir 可知,电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D .由P =IU 可知,电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示,R 为电阻箱,电表为理想电压表.当电阻箱读数为R 1=2 Ω时,电压表读数为U 1=4 V ;当电阻箱读数为R 2=5 Ω,电压表读数为U 2=5 V .求:电源的电动势E 和内阻r .例3、如图所示电路,电源内阻不可忽略。

开关S 闭合后,在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中( )A .电压表的示数增大,电流表的示数减小一般情况 U =IR =E R +r ·R =E 1+r R ,当R 增大时,U 增大 特殊情况 (1)当外电路断路时,I =0,U =E (2)当外电路短路时,I 短=E r ,U =0B .电压表的示数减小,电流表的示数增大C .电压表与电流表的示数都增大D .电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P 向左移动,则( )A .电容器中的电场强度将增大B .电容器的电容将减小C .电容器上的电荷量将减少D .液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U -I 图线,由图可知() A .电源电动势为2 V B .电源内电阻为13Ω C .电源短路时电流为6 A D .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下列说法正确的是()A .阴影部分的面积表示电源输出功率B .阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C .当满足α=β时,电源效率最高D .当满足α=β时,电源效率小于50% 知识巩固练习1.下列关于电动势的说法正确的是() A .电动势就是电压,就是内、外电压之和B .电动势不是电压,但在数值上等于内、外电压之和C .电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D .电动势的大小与外电路的结构无关2.电动势为E ,内阻为r 的电源,向可变电阻R 供电,关于路端电压说法正确的是()A .因为电源电动势不变,所以路端电压也不变B .因为U =IR ,所以当I 增大时,路端电压也增大C .因为U =E -Ir ,所以当I 增大时,路端电压减小D .若外电路断开,则路端电压为E3..某电路如图所示,已知电池组的总内阻r =1 Ω,外电路电阻R =5 Ω,理想电压表的示数U =3.0V,则电池组的电动势E等于()A.3.0 V B.3.6 V C.4.0 V D.4.2 V4.如图所示电路,电源内阻不可忽略。

闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律

例1.在如图1所示的电路中,R1=14.0Ω, R2=9.0Ω,当开关S扳到位置1时,电流表 的示数为I1=0.20A;当开关S板到位置2时, 电流表的示数为I2=0.30A,求电源的电动 势和内电阻。
3、闭合电路欧姆定律内容:
注:
闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比, 跟内、外电路的电阻之和成反比,
总 内
P总 E R r
(最后一个等号只适用于纯电阻电路)
电源的输出功率
ER ER E P 2 R r 4Rr 4r
当内外电阻相等时, 电源的输出出
Pm
R
E Pm 4r
2
O
r
例1.已知如图,E =6V,r =4Ω ,R1=2Ω , R2的阻值变化范围是0-10Ω 。求:①电 源的最大输出功率;②R1上消耗的最大 功率;③R2上消耗的最大功率。
闭合电路欧姆定律
一、闭合电路欧姆定律
在外电路中,正电荷在电场力的作用下由正 极移向负极,电势降低,降低多少,负载 两端就有多少电压。 内电路中:非静电力把正电荷由负极移到正 极。
2、闭合电路欧姆定律推导;
设电源的电动势为E,外电路电阻为R,内电路 电阻为r,闭合电路电流为I,在时间t内, 1)外电路中电能转化成的内能为Q外=I2Rt 2)内电路中电能转化成的内能为Q内=I2rt 3)非静电力做功: W=Eq=EIt 由能量守恒定律可知:W=Q外+Q内 即 EIt=IRt+Irt 所以有E=IR+Ir 变形得I=E/(R+r)
1)IR=U外是外电路上总的电势降落,习惯 叫做路端电压 2)Ir=U内则是内电路的电势降落 即E=U外+U内
则电动势等于内外电路电势降落之和
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闭合电路欧姆定律1、闭合电路欧姆定律:(1)电动势、内电压、外电压三者之间的关系将电源和用电器连接起来,就构成_________。

用电器、导线组成_________;电源内部是_________。

内电路的电阻叫做电源的_________,当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫_________,用U内表示。

电源外部的电路叫_________,外电路两端的电压叫_________,也叫_________,用U外表示。

则E=U内+U外,即在闭合电路中,电源电动势等于内、外电压之和。

(2)注:①用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U外<E.②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,此时E=U外,即电源电动势等于没有接入电路时的路端电压.(2)定律内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。

(3)定律公式:I=注:只适用于外电路为纯电阻的闭合电路(4)常用的变形: U外=E-Ir2、路端电压与负载的关系(1)公式:对纯电阻电路U外=IR=E-Ir=E-r注:当外电路断开时,R=,Ir=0,U外=E,此为直接测量电动势的依据。

当外电路短路时,r=0,I=(称为短路电流),U外=0(2)路端电压U外与外电阻R之间的关系①当外电阻R增大时,电流I减小;内电压Ir减小,由U外=E-Ir可知路端电压U外增大②当外电阻R减小时,电流I增大;内电压Ir增大,路端电压U外减小。

(3)路端电压与电流的关系图象注:图象中横轴上截距的值为短路电流等于I0=;纵轴的截距等于电源的电动势E.直线的斜率的绝对值等于电源的内阻,即r===tan.越大,表明电源的内阻越大 知识点1、关于电源的输出功率问题要搞清几个概念:o RP出P mr①电源的功率(电源的总功率)P E=EI ②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率P r=I 2r⑵电源的效率:(最后一个等号只适用于纯电阻电路)电源的输出功率,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,而当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,为。

【例1】已知如图,E =6V,r =4Ω,R1=2Ω,R2的变化范围是0~10Ω。

求:①电源的最大输出功率;②R1上消耗的最大功率;③R2上消耗的最大功率。

[变式训练]1、电源的电动势和内阻都保持一定,在外电路的电阻逐渐减小的过程中,下面说法中正确的是 ( )A.电源的路端电压一定逐渐变小 B.电源的输出功率一定逐渐变小C.电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D.电源的供电效率一定逐渐变小知识点2、电路结构变化问题的讨论闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化,就会影响整个电路,使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。

讨论依据是:闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。

以右图电路为例:设R1增大,总电阻一定增大;由,I一定减小;由U=E-Ir,U一定增大;因此U4、I4一定增大;由I3= I-I4,I3、U3一定减小;由U2=U-U3,U2、I2一定增大;由I1=I3 -I2,I1一定减小。

总结规律如下:①总电路上R增大时总电流I减小,路端电压U增大;②变化电阻本身和总电路变化规律相同;③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。

【例2】在如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R的阻值为0~50 Ω,当滑动触头P由I向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情况是_______A.逐渐变亮 B.逐渐变暗C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮[变式训练]2、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU23、在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时,( )A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小知识点3、电源的U-I图象由闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir(U、I间关系)路端电压U随干路电流I的关系图线为倾斜直线,称为电源的外特性曲线。

图线的截距表示电动势,斜率的绝对值表示内阻。

右图中a为电源的U-I图象;b为外电阻的U-I图象;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时图中矩形面积最大,即输出功率最大(可以看出当时路端电压是电动势的一半,电流是最大电流的一半)。

【例3】 如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω,则这只定值电阻的阻值为______Ω。

现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是______W。

[变式训练]4、如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R 的两端电压与电流关系的图象。

将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么 ( )A.R接到a电源上,电源的效率较高B.R接到b电源上,电源的输出功率较大C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高1.如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。

其中V为电压表(其电阻足够大),定值电阻R=7.0Ω。

在电键未接通时,V的读数为6.0V;接通电键后,V的读数变为5.6V。

那么,电池组的电动势和内电阻分别等于( )A.6.0V,0.5Ω B.6.0V,1.25ΩC.5.6V,1.25Ω D.5.6V,0.5Ω2.将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线,与标有“6V,7.2W”的小灯泡串联,就可以使这个小灯泡正常发光,由此可知,所用电池组的电动势是( )A.6 V B.7.5V C.9V D.10.5V 3.如图所示,电阻R1=20Ω,电动机的绕组R2=10Ω。

当电键打开时,电流表的示数是0.5A,当电键合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率应是 ( )A.I=1.5AB.I<1.5AC.P=15WD.P<15W4.已知如图,电源内阻不计。

为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法:( )A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R15.如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法中正确的是( )A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻6.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V,40W”的灯泡,下列说法正确的是A.接在110 V的电路上时的功率为20 W B.接在110 V的电路上时的功率为10 WC.接在440 V的电路上时的功率为160W D.接在220 V的电路上时的功率为40 W7.如图所示,A灯的额定功率为15W,A灯与B灯额定电压相同,在外加电压改变时设两盏灯的电阻保持不变,当K1与K2都断开时,电压表读数U=12V;当K1闭合,K2断开时,电压表读数U1=11V, A灯正常工作;当K1、K2都闭合时,电压表读数U2=9V时,则B灯的额定功率为________W。

8.将两只电压表V1和V2串联后接在某一内阻较大的电源两端,电压表V1的示数是22V,电压表V2的示数是130V,而单独将电压表V2接到这个电源两端,它的示数为150V,那么电源的电动势为________。

9.用电动势为8V,内电阻2Ω的电池组成连接两根各1Ω的电阻线,向某用电器(纯电阻)供电,如下图所示,该用电器可获得3W的电功率,求通过该用电器的电流和它两端的电压。

10.如图所示,A1和A2是两块相同的电流表,V1和V2是两块相同的电压表。

电流表A1的示数是1.4mA,电压表V1和V2的示数分别是0.8V和0.6V。

试求:(1)电流表A2示数;(2)电压表和电流表的内阻之比。

11.如图所示电路中,电源电动势E=50V,内阻r=5Ω,电阻R1=R2=30Ω。

若再接入一个电阻R3,电压表示数为40V,不计电压表对电路的影响,问:R3应接在什么位置上?(画出电路图表示)R3的阻值多大?12.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A。

松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作。

求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?13.实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律,其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3。

现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V的电源上。

求:(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时,电路中的电流为0.16A?(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时,棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5?。

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