第十章 电路 B 闭合电路的欧姆定律(2课时)
人教版高二物理 闭合电路的欧姆定律(第二课时)-练习题
课程基本信息2020-2021课例编号2020QJ11WLRJ026 学科物理年级高二学期上学期课题闭合电路的欧姆定律（第二课时）教科书书名：普通中学教科书《物理》必修第三册出版社：人民教育出版社出版日期： 2019 年 6月学生信息姓名学校班级学号课后练习1. 小张买了一只袖珍手电筒，里面有两节干电池。
他取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2 V、0.25 A”的字样。
小张认为，产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。
由此，他推算出了每节干电池的内阻。
如果小张的判断是正确的，那么内阻是多少？提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻等于各个电池的内阻之和。
2. 许多人造地球卫星都用太阳电池供电（如图所示）。
太阳电池由许多片电池板组成。
某电池板不接负载时的电压是600 μV，短路电流是30 μA。
这块电池板的内阻是多少？3. 如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω。
开关闭合后，电动机恰好正常工作。
已知电动机额定电压U为6 V，线圈电阻R M为0.5 Ω，问：电动机正常工作时产生的机械功率是多大？课后练习解析和答案1.答案：1.6Ω解析：这两节干电池串联的电动势等于各个电池的电动势之和，为 3.0V ，内阻等于各个电池的内阻之和，设为2r 。
根据题意得内电压U 内＝E －U 外＝3.0 V －2.2 V ＝0.8 V且U 内＝I 2r ，所以Ω=Ω⨯== 1.60.2520.82I U r 内2.答案：20Ω解析：不接负载时的电压就等于电源电动势的大小，因此E =600 μV ,短路时R =0,根据闭合电路的欧姆定律I =,则r =3.答案： 10W解析：设电路中总电流为I ，电动机正常工作的电流I M 。
为根据闭合电路的欧姆定律有：E =I (R 1+r )+UI =I M +电动机的机械功率P 机=UI M -代入数据解得：P 机=10W。
《闭合电路欧姆定律》教案
闭合电路欧姆定律教学目标：（一）知识目标1、掌握闭合电路欧姆定律，并能熟练地用公式解决有关的电路问题。
2、理解端电压与外电阻的关系，并能用来分析、计算有关问题。
（二）能力目标培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析端电压随外电阻变化的规律。
（三）道德目标通过分析端电压变化的原因，了解安全用电常识。
复习：RU部分电路部分电路欧姆定律：I=U / R闭合电路导入：那么在闭合电路中I又由哪些因素决定呢？教学内容：一、闭合电路欧姆定律：1、内容：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．2、数学表达式：二、端电压：内电路外电路１、定义：电源两端的电压叫端电压．推导：（参上图）因为：I=E/（R 0+R ）所以： E= I R 0 +I R 因为： U =I R2、公式： （所以：） U = E - I R 0讨论：实验：1、按下图连接电路：0 （1（22、实验结果：3、两个特例： （1）外电路短路时：（2）外电路断路时：课堂练习：1、在闭合电路中，当外电路的电阻减小时，端电压就 减小；当外电路短路时，端电压就等于 0 ；当外电路断路时，端电压就等于 电动势E 。
R=0 I=E/R 0 IR 0=E U=0 I=0IR 0=0U=E R∞2、见下图，R=2 Ω。
当s 至于位置2时，电压表示数为9V ；当s 至于位置1时，电流表示数为3A 。
则电源电动势为 9 V ，电源内阻为 1 Ω。
3、 已知某车用电源的电动势为12V,内阻为1.2m Ω，试问当该电源在搭铁瞬间的短路电流为多少？会产生什么后果？ 解：根据闭合电路欧姆定律，得到： I=E/(RO+R) 因为：R=0 所以：I=E/RO代入数据解得：I=10000A答：短路时： I Q 热量的积累易烧毁电路，甚至引发火灾。
电源短路的危害：【ezIT 新闻】据国外知名媒体报道，今年二月，美国知名快递空运公司 UPS 的一架货运飞机，在飞行途中，由于笔记本起火导致整个货舱起火，让该货机不得不迫降，造成三名机组人员轻伤。
第十章 第2讲 闭合电路的欧姆定律-2025届高中物理
第十章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.理解闭合电路欧姆定律.2.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际.闭合电路的欧姆定律及应用2020：江苏T6；2019：江苏T3，上海T17 1.物理观念：理解电源电动势的概念.掌握闭合电路欧姆定律的内涵及应用.2.科学思维：能将电源视为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联，建构电源模型；通过对闭合电路的动态变化问题等的分析，提高科学思维能力.3.科学探究：通过能量守恒定律及内外电路能量转化关系，探究闭合电路欧姆定律；通过电源的U －I 图像，感受物理图像在科学探究中的作用.4.科学态度与责任：通过实例了解能量的耗散，增强节约能源和保护环境的责任感和使命感.闭合电路的功率及效率问题2022：浙江6月T12；2020：上海T14两类U －I 图像的理解和应用2020：上海T14命题分析预测闭合电路欧姆定律在电路中应用非常多，关于电路的简单分析常以选择题形式命题，也常和图像结合在实验题中出现.近年故障分析也开始进行考查.预计2025年高考单独考查可能会涉及含容电路，综合考查会与电磁感应结合或在实验中考查与图像相关的数据处理.考点1闭合电路的欧姆定律及应用1.电源的电动势和内阻（1）电动势①定义：电动势在数值上等于非静电力把1C 的[1]正电荷在电源内从[2]负极移送到[3]正极所做的功.②表达式：E ＝[4].反映了电源把其他形式的能转化成[5]电能的本领大小.（2）内阻电源内部的电阻，叫作电源的内阻.电动势E 和内阻r 是电源的两个重要参数.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[6]正比，跟内、外电路的电阻之和成[7]反比.（2）公式与推论①适用于任何电路：E ＝U 内＋U 外，E ＝U 外＋Ir （伏安表达式）.②适用于纯电阻电路：因U ＝IR ，I ＝＋（电流表达式），故E ＝U ＋r .3.路端电压U 与外电阻R 的关系函数表达式为U ＝＋E ＝11+E ，U －R 图像如图1所示.（1）R 增大，则U [8]增大；（2）断路时，I ＝0，U ＝E ；（3）短路时，I 短＝，U ＝0.图1图24.路端电压U 与电流I 的关系函数表达式为U ＝E －Ir ，U －I 图像如图2所示.如图所示，电路中的滑动变阻器R 的最大阻值为20Ω，电源内阻r为1Ω.（1）闭合开关S，当滑动变阻器的滑片置于最左端时，电流表的示数为0.2A，此时的路端电压是多少？电源电动势是多少？（2）闭合开关S，滑动变阻器的滑片向右移动的过程中电流表和电压表的示数分别怎么变化？答案（1）路端电压U＝IR＝4V，电源电动势E＝I（R＋r）＝4.2V.（2）滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值在逐渐减小，电路总电阻在逐渐减小，故总电流（即电流表的示数）在逐渐增大，路端电压（即电压表示数）在逐渐减小.命题点1闭合电路的有关计算1.[江苏高考]如图所示的电路中，电阻R＝2Ω.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（A）A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω解析当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路的欧姆定律可知，I＝E，联立解得r＝1Ω，A正确，B、C、D错误.R＋r命题点2闭合电路的动态分析2.[2024云南昆明一中期中/多选]催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加.在如图所示电路中，R为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，下列说法正确的是（CD）A.电压表V1与V2的示数均减小，电流表A1与A2的示数均增大B.电压表V1与V2的示数和电流表A1与A2的示数均增大C.电压表V1、V2、V3的示数均增大D.电流表A1、A2的示数均减小解析由题意知，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，R增大，电路中总电阻增大，则总电流I减小，内电路电压减小，根据闭合电路欧姆定律知U3＝E－Ir、U2＝E－I(r＋R3)、U1＝E－I(r＋R3＋R2)，则电压表V1、V2、V3的示数均增大，选项C正确，A错误；总电流I减小，即电流表A2的示数减小，又电压表V1的示数增大，则通过滑动变阻器的电流增大，故通过电阻R的电流减小，则电流表A1的示数减小，选项D正确，B错误.命题拓展情境不变，一题多设问（1）试判断图中三个电压表示数变化量与通过电源的电流的变化量比值的绝对值｜1V｜、｜ 2V｜、｜ 3V｜的变化情况以及它们的大小关系.（2）若R不变，滑动变阻器R1触头向右滑动，则各电表的示数如何变化？答案（1）由U3＝E－Ir可知｜ΔU3ΔI｜＝r，同理可知｜ΔU2ΔI｜＝r＋R3、｜ΔU1ΔI｜＝r＋R2＋R3，所以它们均不变，其大小关系为｜ΔU1ΔI ｜＞｜ΔU2ΔI｜＞｜ΔU3ΔI｜.（2）滑动变阻器R1触头向右滑动，R1减小，电路总电阻减小，则总电流I增大，内电路电压增大，根据闭合电路的欧姆定律可知U3＝E－Ir、U2＝E－I（r＋R3）、U1＝E－I（r＋R3＋R2），则电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数均减小；总电流I增大，即电流表A2的示数增大，又电压表V1的示数减小，故通过R的电流减小，则电流表A1的示数减小.方法点拨动态分析常用方法1.程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路.（1）分析步骤（如图）：（2）分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系.2.结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零.（1）所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大.（2）所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小.3.极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让接入电路中的电阻最大或为零，然后进行讨论.3.[含容电路的动态分析/2023海南]如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上的电荷量为（C）A.CEB.12CEC.25CED.35CE解析由电路的串并联规律可知，电阻3R两端的电压为35，电阻R两端的电压为5，则电容器两极板间的电势差ΔU＝25，故Q＝CΔU＝2B5，C对.方法点拨与电容器相关问题的分析1.电路中电容器表现出的三种角色电容器在充电瞬间，处于导通状态，相当于用电器，i＝ΔΔ，电流方向是由电路流入电容器正极，从电容器的负极流出；电容器在放电瞬间，相当于电源，i＝ΔΔ，电流方向是由电容器正极流出，流入电容器负极；电容器支路稳定时，电容器处于开路状态，i＝0，电压等于与之并联的电路两端的电压，相当于一个理想电压表.分析通电电路的结构时（简化电路），可以拆除电容器.2.电容器的电压（1）电路稳定时，电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线.（2）电路稳定时，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.3.电容器的电荷量及变化（1）电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充电或放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.（2）如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为｜Q1－Q2｜；如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.命题点3电路故障分析4.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的示数都增大，电表均为理想电表，则可能的故障原因是（A）A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路解析若R1短路，则电流表处于干路上，电压表测量R3的电压，外电路只有R3一个电阻，外电路的总电阻变小，故干路电流增大，电流表示数增大，通过R3的电流增大，电压表示数增大，A正确.若R2短路，同理可得电压表示数增大，而电流表被R2短路，故电流表示数减小为零，B错误.若R3短路，电压表示数将减小为零，由于外电路电阻减小，干路电流增大，R 1所在支路的电流也会增大，电流表示数将增大，C 错误.若R 1断路，则电流表示数将减小为零，而外电路电阻因R 1断路而增大，干路电流减小，通过R 3的电流减小，电压表示数减小，故D 错误.5.[多选]某同学按如图所示的电路进行实验，电压表内阻看成无限大，电流表内阻看成零，闭合开关进行实验.由于电路发生故障，发现两电压表示数相同（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（BD）A.R 3短路 B.R P 短路C.R 3断路 D.R 2断路解析R 3短路时，由于电流表内阻看成零，两电压表都被短路，示数都为零，与题不符，故A 错误.R P 短路时，两电压表都测量R 2两端的电压，示数相同，而且都不为零，故B 正确.R 3断路时，电压表V 2测量R 2两端的电压，电压表V 1测量R P 和R 2串联起来的两端电压，电压表V 1的示数大于电压表V 2的示数，故C 错误.R 2断路时，由于电压表内阻看成无限大，电流表内阻看成零，两电压表都测量R 3两端的电压，示数相同，而且都不为零，故D 正确.方法点拨电路故障检测方法1.电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路.2.电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置.在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程.3.欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路.在用欧姆表检测时，应断开电源.考点2闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：E ＝I （R ＋r ）；P 总＝I 2（R ＋r ）＝E 2R ＋r 电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝P 总－P 出电源的输出功率任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R（R ＋r ）2P 出与外电阻R 的关系电源的效率[9]任意电路：η＝P 出P 总×100％＝U E×100％[10]纯电阻电路：η＝RR ＋r×100％判断在闭合电路中，下列说法的正误.（1）电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.（✕）（2）电动势等于电源的路端电压.（✕）（3）外电阻越大，则路端电压越大.（√）（4）外电阻越大，则电源的输出功率越大.（✕）（5）电源的输出功率越大，电源的效率越高.（✕）（6）电源内部发热功率越大，输出功率越小.（✕）如图所示，电源电动势E ＝3V ，内电阻r ＝3Ω，定值电阻R 1＝1Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10Ω.（1）闭合开关S ，当R 2满足什么条件时，电阻R 1消耗的功率最大？请计算此种条件下R 1消耗的功率.（2）闭合开关S ，当R 2为多少时，R 2消耗的功率最大？请计算此种情况下R 2消耗的功率和电源的效率.答案（1）R 2＝0约0.56W（2）R 2＝4Ω约0.56W 62.5％解析（1）R 1为定值电阻，当R 2＝0时，流过R 1的电流I 1最大，电阻R 1消耗的功率最大，I 1＝1＋＝0.75A1＝12·R 1≈0.56W（2）把电源与定值电阻R 1看成一个电动势为3V ，内阻r'＝r ＋R 1的“电源”，当R 2＝r'＝4Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为2＝24'≈0.56W电源的效率η＝1＋2＋1＋2×100％＝62.5％.方法点拨等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：（1）两点间断路时的电压等效为电动势E'.（2）两点间短路时的电流为等效短路电流I'短，等效内电阻r'＝''短.常见电路的等效电源如下：6.[功率的分析/2024北京精华学校开学检测]如图所示的电路中，电源电动势E为12V，内阻r为2Ω，白炽灯的灯丝电阻R L为16Ω，电动机M的线圈的电阻为2Ω.开关S闭合后，白炽灯的电功率为4W.若灯丝电阻保持不变，电动机的机械损耗可忽略不计，则下列说法正确的是（D）A.通过电源的电流约为3.2AB.流过电动机M的电流为4AC.电动机M输出的机械功率为12WD.电源的总功率为24W解析根据P1＝U2RL ，解得灯泡两端电压U＝8V，则通过电源的电流I＝E−Ur＝12−82A＝2A，故A错误；流过电动机M的电流为I M＝I－U RL＝1.5A，故B错误；电动机M输出的机械功率为P出＝UI M－I M2R M＝7.5W，故C错误；电源的总功率为P＝EI＝12×2W＝24W，故D 正确.7.[功率＋效率的分析/2024四川成都七中校考]交警使用的某型号酒精测试仪如图1所示，其工作原理如图2所示，传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（B）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.酒精气体浓度越大，电源的效率越低C.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越小D.电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小解析当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精气体浓度增大，则传感器的电阻值R 减小，根据I ＝＋0＋可知电路中电流增大，则电流表示数变大，根据U ＝E －I （R 0＋r ）可知传感器两端的电压减小，则电压表示数变小，A 错误.电源的效率η＝＋0＋0＋·100％＝11+＋0·100％，当酒精气体浓度增大时，传感器的电阻值R 减小，根据上式可知电源的效率降低，B 正确.电源的输出功率P ＝（＋0＋）2（R ＋R 0）＝2＋0＋2＋0+2，易知当R ＋R 0＝r 时，P 有最大值，作出该函数的图像如图所示，当酒精气体浓度增大时，传感器的电阻值R 减小，R ＋R 0减小，若初始时R ＋R 0＞r ，则电源输出功率可能先增大后减小；若初始时R ＋R 0≤r ，则P 逐渐减小，故C 错误.根据U ＝E －I （R 0＋r ），可知｜Δ｜｜Δ｜＝R 0＋r ，即电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比不变，D 错误.考点3两类U －I图像的理解和应用电源的U －I 图像电阻的U －I 图像图像物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系截距纵轴截距：表示电路[11]断路时的路端电压U ＝E .横轴截距：表示电路[12]短路时的电流I ＝I 0过坐标原点，表示没有电压时电流为零坐标U 、I 的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U 、I 的比值表示外电阻（或等效电阻）的大小，不同点对应的外电阻（或等效电阻）大小不同每一点对应的比值均相等，表示此电阻的大小斜率（绝对值）电源内阻r ＝EI 0电阻大小命题点1电源U －I 图像的理解和应用8.[2024四川宜宾叙州二中开学考试/多选]某同学将如图甲所示的玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压U 及流过其电流I 的数据描绘了电池板的U －I 图像，如图乙所示，图线的横、纵截距分别为I 0和U 0.现将该电池板与一定值电阻相连组成如图丙所示的电路，闭合开关后，电压表和电流表的示数分别为U 1和I 1，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（BD）A.该电池板的内阻恒为00B.该电池板内阻消耗的功率为（U 0－U 1）I 1C.该电池板的输出功率为U 0I 1D.该电池板的效率为10解析U －I 图线斜率的绝对值表示内阻，但该电池板的U －I 图像为曲线，故内阻是变化的，A 错误；该电池板内阻消耗的功率为P ＝U 内I 1＝(U 0－U 1)I 1，B 正确；该电池板的输出功率为P 出＝U 外I 1＝U 1I 1，C 错误；该电池板的效率为η＝U 1I 1U 0I 1＝U1U 0，D 正确.命题点2两类U －I 图像的综合9.[2024山东淄博临淄中学校考]如图所示的U－I图像中，直线a表示某电源的路端电压U 与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系.下列说法正确的是（D）A.电阻R1、R2的阻值之比为4：3B.该电源的电动势为6V，内阻为3ΩC.只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6WD.只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1：1解析根据图像得R1＝41Ω＝4Ω，R2＝42Ω＝2Ω，电阻R1、R2的阻值之比为2：1，A错误；该电源的电动势为6V，内阻为r＝63Ω＝2Ω，B错误；只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为P1＝4×1W＝4W，C错误；只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外＝I2r、P外＝I2R2，则P内：P外＝r：R2＝1：1，故D正确.电路消耗的电功率分别为P内1.[2024浙江名校联考]某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1～X10（220V/2W），将其连接在220V的交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（C）A.若L2断路，则干路电流I增大B.若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大C.若L2短路，X2功率减小，其他指示灯的功率增大D.若L2短路，X2功率增大，其他指示灯的功率减小解析若L2断路，总电阻增大，则干路电流I减小，A错误；若L2断路，相当于L2阻值增大，根据“串反并同”规律可知，通过X1和L1的电流都减小，X1和L1的功率都减小，B错误；若L2短路，X2两端的电压为零，X2功率减小，根据“串反并同”规律，其他指示灯的电流增大，功率增大，C正确，D错误.2.[2022江苏]如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计.四个灯泡中消耗功率最大的是（A）A.R1B.R2C.R3D.R4解析3.如图所示，接通开关S，灯泡L1、L2都正常发光.某时刻由于电路故障两灯突然熄灭.若故障只有一处，则下列说法正确的是（D）A.如果将电压表并联在cd两端时有示数，说明cd间完好B.如果将电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac间断路C.如果将电流表并联在ac两端时示数为0，说明cd间完好D.如果将电压表并联在ad两端时有示数，并联在ac两端时示数为0，说明cd间断路解析电路故障分为断路和短路，故障只有一处，假设发生了短路，如果是某灯泡短路，该灯泡熄灭，而另一灯泡应该变亮；如果是两灯泡以外的元件短路，则两灯泡均变亮，故假设不成立，电路故障应为断路.电压表并联在cd两端时有示数，说明cd间发生了断路，故A错误；电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，故B错误；电流表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，无法说明cd间的情况，故C错误；电压表并联在ad两端时有示数，说明a→c→d段发生了断路，电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，综合以上两点，应是cd间断路，故D正确.4.如图所示的电路中，小灯泡L的规格为“4V，1.6W”，定值电阻R0与灯泡正常发光时的电阻相等，电源电动势为E＝9V，内阻未知.将单刀双掷开关接到1，小灯泡正常发光；将单刀双掷开关接到2，小灯泡仍正常发光，且电动机正常工作.则开关接2时（D）A.电源内阻为2.0ΩB.电源内部消耗的功率为0.6WC.电动机输出的机械功率为1.6WD.电动机的内阻r M＜10Ω解析小灯泡正常发光时的电流为I＝＝0.4A，由于定值电阻R0与灯泡正常发光时的电阻相等，因此R0＝R L＝2＝10Ω，将单刀双掷开关接到1时，由闭合电路欧姆定律可得【易错】注意小灯泡所在的电路可视为纯电阻电路.E＝I(R0＋R L＋r)，解得r＝2.5Ω，故A错误；将开关接到2时，电源内部消耗的功率为P内＝I2r＝0.4W，故B错误；电源的总功率为P总＝EI＝3.6W，故电动机的输入功率为P机入＝P总－P－P内＝1.6W，由于电动机存在内阻，因此工作时会发热，故电动机输出的机械【易错】注意电动机的输入功率就是电动机的总功率，可以用U电I电表示，也可以用电源总功率减去除电动机以外部分的功率得出.功率一定小于输入功率1.6W，C错误；由C项分析可知，电动机的发热功率也一定小于输入功率，即P Q＝I2r M＜P机入，解得r M＜10Ω，故D正确.5.[多选]如图所示，曲线C1、C2是闭合电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法正确的是（BCD）A.曲线C1是外电路消耗的电功率随电流变化的图线，C2是内电路消耗的电功率随电流变化的图线B.电源的电动势E＝4V，内阻r＝1ΩC.短路电流为4AD.电源输出功率的最大值为4W解析由P内＝I2r、P外＝EI－I2r结合图可知，曲线C1是内电路消耗的电功率随电流变化的图线，C2为外电路消耗的电功率随电流变化的图线，A错误；由图可知电源输出功率的最大值为4W，D正确；将I＝2A，P＝4W代入P内＝I2r，P外＝EI－I2r，解得E＝4V，r＝1Ω，短路电流I短＝Er＝4A，B、C正确.6.如图所示，电路中的电源为恒流源或恒压源（不管外电路的电阻如何变化，它都能够提供持续的定值电流或定值电压）.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电流表的示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（C）A.若电源为恒压源，V示数增大，A示数减小B.若电源为恒压源，V示数不变，A示数增大C.若电源为恒流源，V示数增大，A示数减小，ΔΔ＝R1D.若电源为恒流源，V示数增大，A示数增大，ΔΔ＝R2解析滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，变阻器接入电路的阻值增大.若电源为恒压源，电压表的示数不变，因总电阻增大，总电流减小，电阻R2两端的电压减小，并联部分两端的电压增大，流过电阻R1的电流增大，因总电流减小，流过R0的电流减小，电流表的示数减小，故A、B错误.若电源为恒流源，电路中的总电流不变，变阻器的滑动触头向上滑动，总电阻增大，电压表的示数增大，因总电流不变，电阻R2两端的电压不变，并联部分两端的电压增大，电阻R1中的电流增大，而总电流不变，流过R0的电流减小，所以电流表的示数减小；电阻R2两端的电压不变，电阻R1两端的电压的变化量等于电压表示数的变化量ΔU，因总电流不变，所以电流表的示数的变化量的绝对值等于电阻R1中的电流的变化量的绝对值，所以有ΔU＝R1，故C正确，D错误.ΔI7.[多选]在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列结论正确的是（CD）A.1不变，Δ1Δ变大B.2变大，Δ2Δ变大C.2变大，Δ2Δ不变D.3变大，Δ3Δ不变解析由电路图可知，电流表测的是通过这个电路的总电流，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝U1I＝ΔU1ΔI，因R1是定值电阻，故A错误.由欧姆定律可知R2＝U2I，因R2变大，故U2I变大；又U2＝E－I(R1＋r)，因E、R1、r均是定值，故ΔU 2ΔI ＝R 1＋r 不变，B 错误，C 正确.U 3I＝R 1＋R 2，因R 2变大，则U3I变大；又U 3＝E －Ir ，可知ΔU 3ΔI＝r 不变，故D 正确.8.[2024安徽合肥模拟]如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L 为小电珠，R 为滑动变阻器，电源电动势为E ，内阻为r .现将开关S 闭合，当滑动变阻器滑片P 向左移动时，下列结论正确的是（C）A.电流表示数变小，电压表示数变小B.小电珠L 变亮C.电容器C 所带的电荷量增大D.电源的总功率变大解析当滑动变阻器滑片P 向左移动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知总电流减小，路端电压增大，故电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L 变暗，故A 、B 错误；电容器两端的电压U ＝E －I (R L ＋r )，总电流减小，则U 增大，由Q ＝CU 可知电容器C 所带的电荷量Q 增大，故C 正确；电源的总功率为P ＝EI ，电路总电流减小，可知电源的总功率变小，故D 错误.9.[2024江西宜春宜丰中学校考/多选]在如图所示的U －I 图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U －I 图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L 的U －I 图线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5A ，0.75V ），曲线Ⅲ在该点的切线与横轴交点的坐标为（1.0A ，0）.用该电源直接与电阻R 或小灯泡L 连接成闭合电路，由图像可知（BD）A.电源电动势为3V ，内阻为0.5ΩB.R 为定值电阻，其阻值为1.5ΩC.L 接入电源时的电阻为1.5ΩD.R 接入电源时电源的输出功率大于L 接入电源时电源的输出功率解析由直线Ⅰ可知，电源电动势E ＝3.0V ，短路电流I 短＝2.0A ，电源内阻r ＝EI ＝3.02.0Ω＝1.5Ω，故A 错误；由直线Ⅱ可知，定值电阻R ＝UR I R＝1.51.0Ω＝1.5Ω，故B 正确；曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5A ，0.75V)，电源的路端电压为0.75V ，干路电流为1.5A ，L 接入电源时的电阻R L ＝0.751.5Ω＝0.5Ω，故C 错误；R 接入电源时电源的输出功率P R ＝U R I R ＝1.5×1.0W ＝1.5W ，L 接入电源时电源的输出功率P L ＝U L I L ＝0.75×1.5W ＝1.125W ，故R 接入电源时电源的输出功率大于L 接入电源时电源的输出功率，故D 正确.10.[2024浙江嘉兴五中阶段考]一台电风扇内阻为20Ω，接上220V 电压后，消耗的功率为66W.（1）求电风扇正常工作时，通过电动机的电流.（2）电风扇正常工作时，转化为机械能的功率、内能的功率和电动机的效率分别是多少？（3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是多少？电风扇消耗的电功率和发热功率分别是多少？答案（1）0.3A（2）P 机＝64.2WP 热＝1.8Wη＝97.3％（3）11AP'＝P'热＝2420W 解析（1）根据P ＝UI 可得电风扇正常工作时通过电动机的电流为I ＝＝66220A ＝0.3A（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率为P 热＝I 2R ＝0.32×20W ＝1.8W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝66W －1.8W ＝64.2W 电动机的效率为η＝机＝64.266×100％≈97.3％（3）电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流为I'＝＝22020A ＝11A电风扇消耗的电功率为P'＝I'U ＝11×220W ＝2420W电风扇发热功率为P'热＝I'2R ＝112×20W ＝2420W.11.[新信息问题/2024湖北孝感模拟]如图所示为某小组设计的电子秤原理图.轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连，R 0为定值电阻，滑动变阻器R 的滑片与弹簧上端连接.当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端.该小组用理想电压表的示数U 反映待测物体的质量m ，用电压表示数变化量与质量变化量的比值的绝对值｜ΔΔ｜描述电子秤的灵敏度.不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，电压表为理想电表，下列说法正确的是（A）。
闭合电路欧姆定律图像课件
常见问题分析
图像不准确
可能由于测量误差、设备 故障或数据处理不当导致 。
设备故障
如电源、电阻箱、电流表 或电压表出现故障。
操作不当
如未正确连接电路或操作 顺序错误。
问题解决方案
提高测量精度
使用高精度的测量设备，多次测量求平均值。
检查设备状态
确保所有设备正常工作，无故障。
规范操作流程
严格按照操作步骤进行实验，避免操作失误。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
闭合电路欧姆定律图 像课件
目录
CONTENTS
• 欧姆定律概述 • 闭合电路欧姆定律图像 • 实验设计与操作 • 问题与解决方案 • 总结与展望
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
欧姆定律概述
定义与公式
课件内容概述
该课件详细介绍了闭合电路欧姆定律的基本概念、公式、定理及其在电 路分析中的应用。通过图像、图表等形式，使学习者能够直观地理解闭 合电路中电流、电压和电阻之间的关系。
重点与难点解析
课件对闭合电路欧姆定律的重点和难点进行了深入剖析，包括如何理解 和运用公式进行电路分析，以及解决实际问题的技巧和方法。
好地理解电路的工作原理。
实验数据处理
在实验中，可以通过测量不同电阻 下的电流和电压值，绘制出闭合电 路欧姆定律的图像，进而分析实验 结果。
故障诊断
在电路出现故障时，可以通过分析 闭合电路欧姆定律图像的变化，快 速定位故障原因。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
闭合电路的欧姆定律课件
I短 3
时,滑动变阻器的阻值最大,由图(丁)知电源的最大效率为η=80%,由η= UI = R , EI R r
解得 R=8 Ω;变阻器的滑片 P 在右端 B 时,分别对应 c,b,d 三点.当输出功率达到最大
时 R=r=2 Ω,此时路端电压为 U= ER = 6 2 V=3 V,功率 P= E 2 = 62 W=4.5 W,a 点坐
②两个特殊状态:当外电路断开时(R=∞),I 变为零.Ir=0,U=E;当电源两端短路时 (R=0),电流 I 短= E (短路电流).
r
[例2] (湖北宜昌期末)(多选)如图所示为两个不ห้องสมุดไป่ตู้电源在同一坐标系中
的U-I图象,则下列说法中正确的是(
)CD
A.电动势E1>E2,内阻r1<r2 B.电动势E1=E2,内阻r1>r2 C.电动势E1=E2,短路电流I1>I2 D.当两电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大
正确.
(1)导体的U-I图象与电源的U-I图象比较
导体
电源
U-I 图象
研究 对象 图象的 物理 意义
导体两端电压与通过电流 成正比关系
反映导体的性质 R= U ,R I
不随 U 与 I 的变化而变化
电源的外电压随电流的变化关系
反映电源的性质,电动势、内阻不变,路 端电压随电流(或外电阻)变化而变化
(3)路端电压与R之间的关系(纯电阻电路) ①当R增大时,电流I 减小 ,内电压Ir 减小 电路 断开 ,I=0,此时U= E .
,路端电压U 增大 ;当外
②当 R 减小时,电流 I 增大 ,内电压 Ir 增大 ,路端电压 U 减小 ;当
外电路 短路 时,R=0,I= E ,U=0.
第二课时 闭合电路的欧姆定律
第6页 共 44 页 第6页
(2) 路端电压与电流的关系,即U-I图线 ①因为U=E-Ir,故U随I的增大而减小,它们的关系曲线如图所
示.
②直线斜率的绝对值表示电源内阻r,纵轴的截距为电源的电 动势E,横轴的截距为短路电流.
③U随I变化的本质原因是电源有内阻.
④图线上每一点坐标的乘积为电源在此时的输出功率.
第7页 共 44 页 第7页
活学活用
第8页 共 44 页 第8页
如图所示,变阻器R2的最大值为10 Ω,电阻R3=5 Ω,电源内阻 为1 Ω.当开关S闭合时,变阻器的滑片在中点的位置.当电源 的总功率为16 W,输出功率为12 W,此时R1正常工作.求:
(1) 电灯R1的阻值是多少?
(2) 当S断开时,要使电灯正常发光,应使变阻器的使用电阻改
故选项B错误,选项C正确,在讨论电源的输出功率时,(R1+R2) 为外电阻,内电阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数 值,所以当R2=0时,电源输出功率并不一定最大,故选项D错 误.综上所述,该题的正确答案是A､C.
[答案] AC
第19页 共 44 页 第19页
二､
含有电容器的电路分析方法
第11页 共 44 页 第11页
第二关:技法关 解读高考 解题技法
第12页 共 44 页 第12页
一､
法
电源的最大输出功率和用电器获得最大功率的分析方
技法讲解
1.电源的输出功率:P出
RE 2 E2 UI 2 ( R r )2 (R r) 4r R
由上式可以看出:(1)当R=r时,电源的输出功率最大,
两端电压U 2 E U1 U r (8 2 0.8) V 5.2 V, 所以R 2 U 2 5.2 6.5 .故S断开后, 要使灯正常发光, 需使R 2由 I1 0.8 5 调至6.5 .即电阻应增加1.5 .
第十章第二节 电动势 闭合电路的欧姆定律
第十章
恒定电流
E (2)由 I＝ 判断总电流的变化； R＋r (3)据 U＝E－Ir 判断路端电压的变化； (4)由欧姆定律及串并联电路特点判断 各部分电流、电压变化． 2．极限法：即因变阻器滑片滑动引起电 路变化的问题，可将变阻器的滑动端分 别滑至两个极端去讨论．
第十章
恒定电流
3．特殊值法：对于某些电路问题，可 以采取代入特殊值法判定，从而得出
C．电压表V读数先变大后变小，电流
表A读数先变小后变大 D．电压表V读数先变小后变大，电流 表A读数先变大后变小
第十章
恒定电流
【解析】 设 P 以上电阻为 Rx，则变阻器在电 R0－RxRx R0 路中的阻值 R′＝ .当 Rx＝ 时， R′ R0 2 最大．P 从最高端向下滑动时，回路总电阻先 增大，后减小．当 P 滑向中点时： P 滑过中点后， R′↓→I↑→U↓， Rx 由并联分流 IA＝ I， R′ 新的 IA 增大，故 A 正确．
量的多少可根据ΔQ＝C·ΔU计算．
第十章
恒定电流
特别提醒：求解含有电容器的电路问
题，首先要弄清楚电路结构，分析出
电容器两极板间的电压如何变化，然
后根据串并联电路的特点结合欧姆定
律，确定其他量.
第十章
恒定电流
即时应用 3．如图10－2－6中电源电动势E＝10 V,内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C ＝30 μF，求：
第十章
恒定电流
2．故障的分析方法 (1)断路故障的判断：用电压表与电源并联, 若有电压时，再逐段与电路并联，若电压 表指针偏转，则该段电路中有断路．
(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联,
若有电压时，再逐段与电路并联；若电压
表示数为零 ，则该电路被短路．
闭合电路欧姆定律(第2课时)(教学课件)高二物理(人教版2019)(完整版)5
路端电压与负载
02
功率与效率
03
闭合电路动态分析
04
总结提升
温故知新
电动势：非静电力把正电荷从负极搬运到 正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
闭合电路
EW q
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，这个 结论叫做闭合电路欧姆定律 。
电动势 欧姆定律
E=IR+Ir
β
α
OI
Im I
4.两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;
5.交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率；
07 拓展学习
拓展2：I-R图像
I
电源的输出电流与
E
外电路电阻关系:
r
I= E
E 2r
R+r
Or
R
07 拓展学习
拓展3：U-R图像
U
电源的路端电压与
E
外电路电阻的关系:
B
功率与效率 动态电路
Or
R
P外 100% U外
P总
E
串
U外=I R外=
E R外+r
• R外 =
E
1+
r R外
P内 IU内 I 2r
反 并 同
课堂练习
【参考答案】AC
课堂练习
【参考答案】AD
课堂练习
【参考答案】C
课堂练习
【参考答案】AC
U I r R1
祝你学业有成
2024年5月2日星期四12时42分2秒
E2 4r
R
当R
r时，Pm
E2 4r电阻电路）
02 一个常用结论
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5．(全国B)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和 R4 皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E， 内阻为r．设电流表A的示数为I，电压表V的示数为 U．当R5的滑动触点向图中a端移动时 [ D ] (A)I变大，U变小． (B)I变大，U变大． (C)I变小，U变大． (D)I变小，U变小．
五、典型实例
1．(全国C)在图所示的电路里，r是电源的内 阻，R1和R2是外电路中的电阻．如果用Pr、P1和P2 分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率，当R1＝R2 ＝r时，Pr：P1：P2等于 [ ] D (A)1：1：1 (B)2：1：1 (C)1：4：4 (D)4：1：1
2．(上海B)图所示四个电路中，电源电动 势为E、内阻为r，定值电阻为R0．当滑动变阻 器R的滑动片P从a向b滑动时，电压表示数变大 的电路是 [ A ]
第十章 电路 B 闭合电路的欧姆定律
上海市向明中学
严城
一、引入
二、探究
三、闭合电路的欧姆定律：
对任何电路都有： 内+U外 或U外=E-Ir E=U
对纯电阻电路还有：U外=IR;I=E/（R+r)
四、端电压与外电阻的关系
由于电源电动势E和内阻r均不变，当外 电阻R变大时，根据I=E/(R+r)，电流I要减小， 内电压U内＝Ir也减小，又因为U外=E- U内,端 电压U外就增大；当外电阻R变小时，电流I要 增大，内电压U内＝Ir也增大，端电压U外必然 变小．
8．(全国C)如图所示的电路中，三个电阻的 阻值分别是R1＝2Ω ，R2＝4Ω ，R3＝4Ω 。 电池电动势E＝4.2V，内阻r＝0.2Ω 。求： (1)接通电键S，断开电键S/时，R1和R2两端电 压之比U1／U2． 1:2 (2)两个电键都接通时，R1和R2两端电压之比 U1/／U2/． 1:1 (3)两个电键都接通时，通过R1的电流I．1A
6．(上海B)在如图所示电路中，当变阻器 R3的滑动头P向b端移动时， [ B ] (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．
7．(上海C)用量程为500μ A的电流表改 装而成的、量程为10V的电压表，与 10kΩ 的电阻串联后，接在一电源的两 端，这时电压表的示数为8V，忽略电源 内阻，则电源的电动势E＝ 12 V。
作业(1)
拓展型练习部分：31页1—12题
作业பைடு நூலகம்2)
拓展型练习部分：34页13—21题
3．(全国B)如图所示的电路中，电源的电 动势为E，内阻为r．当可变电阻的滑片P向b点 移动时，电压表V1的示数U1与电压表V2的示数 U2的变化情况是 [ A ] (A)U1变大，U2变小． (B)U1变大，U2变大． (C)U1变小，U2变小． (D)U1变小，U2变大．
4．( 全国B)如图所示的电路中，电池的电动势 为E，内阻为r，R1和R2是两个阻值固定的电阻．当可 变电阻R的滑片向a移动时，通过R1的电流I1和通过R2 C 的电流I2将发生如下的变化 [ ] (A)I1变大，I2变小． (B)I1变大，I2变大． (C)I1变小，I2变大． (D)I1变小，I2变小．