第七章第2节 闭合电路欧姆定律及其应用
高考物理总复习课件闭合电路欧姆定律及其应用
04
闭合电路欧姆定律在生活实践中应用
家庭用电安全知识普及
安全用电原则
不接触低压带电体，不靠近高压 带电体。
01
安全色标
02 采用黄色、蓝色、红色、绿色、 黑色等安全色标，表示禁止、强 制执行和提示注意危险等信息。
安全标志
使用“禁止合闸”、“禁止攀登
”等安全标志，提醒人们注意用
使用电气设备前，应检查设备是否完好，电源插头是否松动或破损，发
现问题应及时处理。同时，要避免超负荷使用电气设备，以免引起火灾
或设备损坏。
节能环保意识培养
节约用电
养成随手关灯、关电器的好习惯，减 少不必要的电能消耗。
合理用电
合理安排用电时间，避开用电高峰期 ，减少电网负荷和能源浪费。
使用高效节能电器
利用空气压缩机将空气压缩并储存能 量，需要时通过膨胀机释放能量，具 有规模大、寿命长等优点，但需要解 决能量密度低和效率问题。
谢谢您的聆听
THANKS
忽视电流表、电压表的内阻影响
避免方法
在解题时要考虑电流表、电压表的内阻对测量结果的影 响。特别是在分析电路故障时，要注意电流表、电压表 的示数变化与故障类型之间的关系。
06
知识拓展与前沿动态
非线性元件特性研究
非线性电阻
非线性元件的等效电路
伏安特性曲线不呈直线，电阻值随电 压或电流变化而变化。
通过等效电路法，将非线性元件转化 为线性元件，便于电路分析和计算。
实验结论
通过实验验证，可以得出闭合电路欧姆定律的正确性，即在 闭合电路中，电阻的阻值与电压成正比，与电流成反比。
误差分析
在实验过程中，由于电表内阻、接触电阻等因素的影响，会 产生一定的误差。为了减小误差，可以采用多次测量取平均 值的方法，同时注意选择合适的电表量程和精度等级。
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用
高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用一、基础知识归纳1.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，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.②适用条件：纯电阻电路.③闭合电路欧姆定律的表达形式有：Ⅰ.E=U外+U内Ⅱ.I=(I、R间关系)Ⅲ.U=E-Ir(U、I间关系)Ⅳ.U=E(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中U=IR，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).①路端电压随总电流的增大而减小.②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.③路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im=(短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.①外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高;②外电路断开时，R，路端电压U=E ;③外电路短路时，R=0，U=0，I=Im=E/r.3.电动势与路端电压的比较：电动势路端电压U物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的情况定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U+UU=IR测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总= IE =IU+IU=P出+P内(2)电源内耗功率：P内= I2r =IU=P总-P出(3)电源的输出功率：P出=IU=IE-I2r=P总-P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出=IU外=IE-I2r=-r(I-)2+，当I=时，电源的输出功率最大，P出=.P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出=I2R=()2R=由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R=r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm=.当R=r时，即I=E/2r时，电源的输出功率最大，P出=.P出-R图象如右图所示.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R1和R2，不难证明r=.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P 出增大;当Rr时，若R增大，则P出减小.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.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即=100%=100%=100%对纯电阻电路，电源的效率=100%=100%=100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中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;该点和原点的连线为对角线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(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).二、重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外+r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IE-I2r或I2R外.3.电源内阻消耗的功率是I2r.4.整个电路中有P电源=P外+P内.这显然是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的具体体现.二、闭合电路的动态分析分析问题分析解答这类习题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化.说明：(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).(2)若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为R总=R-R并+由上式可以看出，当R并减小时，R总增大;当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.2.根据闭合电路的欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.3.由U内=I内r，确定电源的内电压如何变化.4.由U外=E-U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化.5.由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.6.确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.三、电路的故障分析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路.如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落.短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求.欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔上的金属体.3.常见故障电路问题的分类解析(1)给定可能故障现象，确定检查方法;(2)给定测量值，分析推断故障;(3)根据观察现象，分析推断故障;(4)根据故障，分析推断可能观察到的现象.三、典例精析1.闭合电路中的功率问题【例1】如图所示，电源电动势为50V，电源内阻为1.0，定值电阻R 为14，M为直流电动机，电动机电阻为2.0.电动机正常运转时，电压表的读数为35V.求在100的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少.【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E-U)，所以电路中的电流为I=A=1.0A所以在100内电源做的功为W=EIt=501100J=5.0103J在100内电动机上把电能转化为机械能的部分是E=IUt-I2rt=(1.035100-122100)J=3.3103J【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.【拓展1】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1，保护电阻R0=0.5，求：(1)当电阻箱R读数为多少时，电源输出功率P出最大，并求这个最大值.(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值.(3)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的功率最大，并求这个最大值.【解析】(1)由电功率公式P出=()2R外=，当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=(1-0.5)=0.5时，P出ma某=W=9W(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0+r即R=(1+0.5)=1.5时，PRma某=W=6W(3)保护电阻消耗的功率为P=，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R=0时，PR0ma某=W=8W【拓展2】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是(CD)A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCD.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶42.闭合电路的动态分析【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律判断主干电路上的一些物理量变化.P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U和R1两端电压U减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化.这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小.【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.【思维提升】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓牵一发而动全身.判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.3.电路的故障分析【例3】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算) .(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(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.【解析】(1)先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r，r=R1+r，则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E;由A2和V1的数据可求出电阻R3;由V2和A1、A2的数据可求出R2.(2)当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压降全在电阻R2上，由此可推断RP两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则RP一定短路;若假设RP是完好的，则R2一定断路.【答案】(1)E、R2、R3 (2)RP短路或R2断路【思维提升】知晓断路、短路时电压表的示数表现是解答故障类电路题的关键.【拓展3】如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路，已知U 不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化【解析】当R2忽然断路时，电路的总电阻变大，A灯两端的电压增大，B灯两端的电压降低，所以将看到灯B比原来变暗了些，而灯泡A比原来亮了些.易错门诊【例4】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器.按下电键S，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围.【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻R==2.1I=A=2.4A再将滑动触头滑至右端，R3与R2串联再与R1并联，外电阻R==1.6 I==3A【错因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)，当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小，以至给人以一种思维定势：在没有分析具体电路的情况下，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小.【正解】将原图化简成如图所示.外电路的结构是R与R2串联、(R3-R)与R1串联，然后这两串电阻并联.要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大.设R3中与R2串联的那部分电阻为R，外电阻R为R=因为两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小.当R2+R=R1+R3-R时，R最大，解得R=2，R大=2.5因为R1=2R小==1.6由闭合电路的欧姆定律有：I小=A=2.1AI大=A=3A【思维提升】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态.电路分析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图，运用电阻串联、并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是分析电路的首要工作.看过的还:。
闭合电路欧姆定律的应用 课件
功率最大值的求解方法 1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大. 2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大. 3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越 接近内阻时，电源的输出功率越大.
例3 如图5所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I 图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求： (1)电源的输出功率P出为多大？ (2)电源内部损耗的电功率是多少？ (3)电源的效率η为多大？
例1 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连 接成如图1所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说
法正确的是
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
√C.电压表读数增大，电流表A1示数减小，A2示数增大
图1
D.电压表读数减小，电流表A1示数增大，A2示数减小
闭合电路欧姆定律的应用
一、闭合电路的动态分析
闭合电路动态问题的分析方法
(1)程序法
基本思路：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 内的变 化→U 外的变化→固定支路并串联联分分流压IU →变化支路.
(2)结论法——“并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小. “串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.
图4
此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功 率也就是电源的输出功率. 即当R＝r＋R0＝2 Ω时，R消耗功率最大为： Pm＝4ER2 ＝4×322 W＝98 W.
高中物理选修课件闭合电路的欧姆定律的应用
利用闭合电路欧姆定律，通过测量电池的端电压和电流，可以计算出电池的内 阻，进而评价电池的性能。
电池电动势的测定
根据闭合电路欧姆定律，可以通过测量电池在无负载时的端电压来确定电池的 电动势，为化学电源性能评价提供重要参数。
生物医学工程中传感器设计原理
生物电信号测量
在生物医学工程中，利用闭合电路欧姆定律可以设计和制造用于测量生物电信号的传感器。通过测量生物体内 的电流和电压，可以了解生物体的生理状态。
电阻、电压、电流关系
01
02
03
电阻与电压关系
在闭合电路中，电阻越大 ，导体两端的电压降越大 。
电阻与电流关系
在闭合电路中，电阻越大 ，通过导体的电流越小。
电压与电流关系
在闭合电路中，导体两端 的电压与通过导体的电流 成正比。
02
闭合电路欧姆定律实验验证
实验器材准备与连接
电源
提供稳定的电压和电流， 通常使用干电池或蓄电池
非线性元件的特 性曲线
非线性元件的特性曲线通常 不是一条直线，而是呈现出 弯曲的形状。例如，二极管 的伏安特性曲线在正向偏置 时呈现出指数增长的形状， 而在反向偏置时则呈现出击 穿现象。
非线性元件在电 路中的应用
非线性元件在电路中具有广 泛的应用，如用于整流、检 波、放大、振荡等电路中。 利用非线性元件的特性可以 实现各种复杂的电路功能。
生理参数监测
基于闭合电路欧姆定律的传感器可以实时监测生物体的生理参数，如心率、呼吸频率等，为医学诊断和治疗提 供重要依据。
环境监测领域数据采集传输技术
环境参数测量
在环境监测领域，利用闭合电路欧姆定律可以设计和制造用于测量环境参数的传 感器。通过测量环境中的电流和电压，可以了解环境的温度、湿度、气压等参数 。
闭合电路的欧姆定律的综合应用
闭合电路的欧姆定律的综合应用在电学领域中，闭合电路的欧姆定律是一个极其重要的概念，它为我们理解和分析电路中的电流、电压和电阻之间的关系提供了坚实的理论基础。
掌握闭合电路欧姆定律的综合应用，对于解决各种实际的电路问题具有至关重要的意义。
首先，让我们来回顾一下闭合电路欧姆定律的基本表达式：＄I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，其中$I$表示电路中的电流，＄E$表示电源的电动势，＄R$表示外电路的电阻，＄r$表示电源的内阻。
这个简单的公式却蕴含着丰富的物理内涵。
在实际应用中，我们常常会遇到各种各样的电路结构。
比如串联电路和并联电路。
在串联电路中，电流处处相等，总电阻等于各电阻之和。
通过闭合电路欧姆定律，我们可以计算出串联电路中的电流和各个电阻两端的电压。
假设一个串联电路由电阻$R_1$、＄R_2$和$R_3$组成，电源电动势为$E$，内阻为$r$，那么总电阻$R ＝ R_1 ＋R_2 ＋ R_3 ＋ r$，电流$I ＝＼frac{E}｛R}＄。
根据欧姆定律$U ＝IR$，我们可以分别计算出每个电阻两端的电压$U_1 ＝ I ＼times R_1$，＄U_2 ＝ I ＼times R_2$，＄U_3 ＝ I ＼times R_3$。
对于并联电路，各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和。
以两个电阻$R_4$和$R_5$并联为例，它们两端的电压都等于电源电压$U$，通过每个电阻的电流分别为$I_4 ＝＼frac{U}｛R_4}＄，＄I_5＝＼frac{U}｛R_5}＄，总电流$I ＝ I_4 ＋ I_5$。
闭合电路欧姆定律在实际生活中的应用非常广泛。
比如在电池供电的设备中，我们需要了解电池的电动势、内阻以及负载电阻，才能合理地设计电路，确保设备正常工作。
以手机为例，电池的电动势是固定的，但随着使用时间的增加，电池的内阻会逐渐增大。
这会导致在相同的负载电阻下，输出电流减小，从而影响手机的性能，比如充电速度变慢、运行卡顿等。
《走向高考》2013高考物理总复习 7-2闭合电路欧姆定律及其应用 40张
内 阻 r不 忽 ，电 势 电 能 略其 动
开关 S 断 的 况 电 稳 后 闭 开 开 情 下 路 定 ，合 关 则 电再 达 稳的 程， 列 法 在路 次到 定 过中 下说 中 正的 确是 ( )
必考内容 第七章
第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
A． 阻 R1 两 的 压 大 电 端电增 B． 容 电器 C． 容 电器 C两 的 压 大 端电增 C上 带 电 量 加 所的荷增
2． 端 压 路电
U与 流 I的 系 电 关 E和 阻 r一 内
() 因为 U＝E－Ir， 般 为 源 电 势 1 一认电的动 定，关满一函，象下所。 时其系足次数图为图示
必考内容 第七章
第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
() 直 斜 的 对 为 源 阻 2 线率绝值电内 电 势 E， 轴 截 为 路 流 动 横的距短电 () 路 电 3 端压 的在 存。 () 图 上 一 坐 的 积 4 象每点标乘
A．L1 变 ， L2 和 L3 变亮 暗 B．L1 变 ， L2 变 ， L3 亮 不 暗 亮 度变 C．L1 中 流 化 大 电变值于 D．L1 两 电 变 值 于 端压化小 [答 ] 案 D L3 中 流 化 电变值 L2 两 电 变 值 端压化
必考内容 第七章
第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
[解析] 滑 变 器 动 头 右 动 电 增 ， 路 动 阻 滑 触 向 滑 ，阻 大电 总阻大干电减， 电增，路流小 源阻定电和 内及值阻 大，L2 上 电 增 ， 的流大 L1 变 ， 路 流 小 得 暗干电减使电
L1 上的 压 减 ， 并 部 电 增 电均小则联分压 L3 上 电 减 ， 的流小 L2 变 ， L3 变暗， 亮 L2 中 流 增 值 电的加等 L1 中电流
2013高三物理一轮复习课件：第七章 部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律的应用
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教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
5 (4)电压分配：各个电阻两端电压和它的电阻成 □正比
U U1 U2 U3 Un 即R ＝ ＝ ＝ ＝„＝R ＝I. R1 R2 R3 n
6 (5)功率分配：各个电阻消耗的电功率和它的电阻成□正比
P P1 P2 P3 Pn 2 ，即R＝ ＝ ＝ ＝„＝R ＝I . R 1 R2 R3 n
的电阻 R 成
2 □反比．公式为 I＝U，或写成 U＝IR. R
公式的适用范围是金属导体和电解液导体，对气体导电不 适用．应用时 U、I、R 三个物理量要对应同一电路．
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研究部分电路欧姆定律时，常画 U－I 或 I－U 图像如图
4 所示，对于图①有 R2 □< R1，对于图②有 R′2 □> R′1. 3
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2．电源的伏安特性曲线即 U－I 图像 . (1)因为 U＝E－Ir， U 随 I 的增大而减小， 故 它们的关系 曲线如图所示．
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(2)直线的斜率的绝对值表示电源内阻 r，纵轴的截距为 电源电动势 E，横轴的截距为短路电流． (3)U 随 I 变化的本质原因是电源有内阻． (4)图线上每一点的坐标的乘积为电源的输出功率．
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8 (4)电流分配：各个电阻通过的电流和它的电阻成 □反比．
闭合电路欧姆定律的应用
二、路端电压与负载的关系
▪ 1.由U=E－Ｉｒ Ｉ Ｕ ：Ｉ Ｕ ▪ 2.两种特殊情况 ▪ (1).断路 Ｉ＝０，Ｕ＝Ｅ ▪ (2).短路 R=0 U=0 Ｉ＝Ｅ／ｒ ▪ 注意：短路电流很大，绝对不允许将电源两
端用导线直接连接在一起
三、几种典型问题
▪ １．电路动态变化问题 ▪ ２．纯电阻电路计算 ▪ ３．非纯电阻电路计算
的电动势E= V，电池的内电阻r= 。 1996年，清华大学和香港大学的学生合作研制的太阳能汽车，是以太阳能电池将所接到的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动
的，设车上太阳能电池接受太阳光能的面板面积S=8m2，太阳光照射时能向外提供U=120V的电压，并对车上电动机提供I=10A的电流 ，电动机的线圈电阻为R=4Ω．
电阻为R=4Ω．
Ω （1）该太阳能内阻ｒ=1 ，则该
太阳能电池的电动势是多大？ （2）该太阳能电池的输电效率是 多少？ （3）电动机正常工作时电能转化为机械能的效率=？
8、我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池 用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电 池没电了”，有人为了“节约”，在手电筒里装一 节新电池和一节旧电池搭配使用，某同学为了检验 此人的做法是否合理，设计了下面实验： （1）该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新 旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘如图 乙所示的U-I图像，由图线可知，先电池电动势E1= V，内阻r1 ；旧电池电动势E2= V，内阻 R2= 。
V，电源的输出功率为 W。
5、如图所示，R为电阻箱， V为理想电压 表，当电阻箱读数为R1=2时，电压表读 数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5时， 电压表读数为U2=5V，求： （1）电源的电动势E和内阻r；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的
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(√ ) (× ) (×) (× ) (×)
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第2节
闭合电路欧姆定律及其应用
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要点一 电阻的串、并联
1．串、并联电路的特点
电路 特点 电流 电压 总电阻 功率分配 串联电路 I＝ I1＝ I2＝„＝ In U 1 U2 Un ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn R 总 ＝ R1＋ R2＋„＋ Rn P1 P2 Pn ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn
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[易错提醒 ] (1)电源 UI 图线的纵坐标 U 不以零开始的话，横轴的截 距小于短路电流，但直线的斜率的绝对值仍为电源的内阻。 (2)电源和电阻的 UI 图线的交点表示该电源与电阻组成 回路的该电阻的工作电压和工作电流。
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闭合电路欧姆定律及其应用
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(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，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。 U串↓ U并↑ I串↓ ←R↑→I并↑ P ↑ P串↓ 并
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2． (多选 ) (2015· 湖北省公安县期末)如图 726 所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电 压表均为理想电表。当滑动变阻器 R2 的滑 动触头 P 移动时，关于两个电压表 V1 与 V2 的示数，下列判断正确的是 ( )
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2. (多选)在如图 722 所示的电路中，通过电阻 R1 的电流 I1 是 ( )
图 722 U A．I1＝ R1 U2 C．I1＝ R2
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U1 B．I1＝ R1 U1 D．I1＝ R1＋R2
2．几个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中 任意一个电阻变大时，总电阻变大。 (2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一 个电阻变大时，总电阻变大。 (3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率 P 总等于各个电阻消耗的电功率之和。
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要点三 闭合电路的功率及效率问题
任意电路：P 总＝EI＝P 出＋P 内 电源总功率
2 E 纯电阻电路：P 总＝I2(R＋r)＝ R＋ r
电源内部 消耗的功率 电源的 输出功率
P 内＝I2r＝P 总－P 出 任意电路：P 出＝UI＝P 总－P 内
图 728
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要点四 两类 UI 图线的比较与应用
两种图像的比较
电源 UI 图像 图形 电阻 UI 图像
物理意义
电源的路端电压随电 路电流的变化关系
电阻中的电流随电 阻两端电压的变化 关系
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并联电路 I＝ I1＋ I2＋„＋ In I1R1＝ I2R2＝„＝ InRn U1＝ U2＝„＝ Un 1 1 1 1 ＝ ＋ ＋„＋ Rn R总 R1 R2 P1R1＝ P2R2＝„＝PnRn
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(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物 理量。 (2)电动势就等于电源两极间的电压。 (3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。 (4)在闭合电路中，外电阻越大，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。
E Ω，P＝ R＋r等
2 E 2 R＝ ，则不能满足 R＝r 等，当电阻箱 R 的电阻 2 R－r等 ＋4r等 R
取 3 Ω 时， R
E 4 2 消耗功率最大， 最大值为： P＝R＋r R＝ 3 等
W。
答案：R＝3 Ω
4 P＝ W 3
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图 726
A．P 向 a 移动， V1 示数增大、V2 的示数减小 B． P 向 b 移动，V1 示数增大、V2 的示数减小 C． P 向 a 移动，V1 示数改变量的绝对值小于 V2 示数改变量的 绝对值 D． P 向 b 移动，V1 示数改变量的绝对值大于 V2 示数改变量的 绝对值
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坐标 U、 I 表示外电阻的大小，不同点对应 的比值 斜率 (绝对值 ) 的外电阻大小不同
电源电阻 r
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[典例]
如图 729 所示直线 A 为某电源的 UI 图线，
曲线 B 为某小灯泡 L1 的 UI 图线的一部分，用该电源和 小灯泡 L1 串联起来组成闭合回路时灯泡 L1 恰能正常发 光，则下列说法中正确的是 ( )
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由 P 出与外电阻 R 的关系图像可知 E2 ①当 R＝r 时，电源的输出功率最大为 Pm＝ 。 4r ②当 R＞r 时，随着 R 的增大输出功率越来越小。 ③当 R＜r 时，随着 R 的增大输出功率越来越大。 ④当 P 出＜Pm 时，每个输出功率对应两个外电阻 R1 和 R2， 且 R1R2＝ r2。
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[针对训练] 1．(多选 )如图 725 所示， 四个电表均
为理想电表，当滑动变阻器的滑动 触头 P 向左端移动时，下列说法中 正确的是 ( )
图 725
A．电压表 V1 的读数减小，电流表 A1 的读数增大 B．电压表 V1 的读数增大，电流表 A1 的读数减小 C．电压表 V2 的读数减小，电流表 A2 的读数增大 D．电压表 V2 的读数增大，电流表 A2 的读数减小
2 E R 2 纯电阻电路：P 出＝I R＝ R＋r2
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P 出与外电阻 R 的关系
电源的效率
P出 U 任意电路：η＝ ×100%＝E ×100% P总 R 纯电阻电路：η＝ ×100% R＋ r
图 729
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2 A．此电源的内电阻为 Ω 3 B．灯泡 L1 的额定电压为 3 V，额定功率为 6 W C．把灯泡 L1 换成阻值恒为 1 Ω 的纯电阻，电源的输 出功率将变小 D．由于小灯泡 L1 的 UI 图线是一条曲线，所以灯泡 发光过程中欧姆定律不适用
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[多角练通] 1． (2016· 宁德质检)电阻 R1 和 R2 分别标有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图 721 所示， 则此电路中允许消耗的最大功率为 ( )
图 721 A．1.5 W C．5.0 W B．3.0 W D．6.0 W
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[方法规律 ] 电路的动态分析技巧 (1)遵循“部分→整体→部分”的程序，逐一判断。 (2)先分析串联电阻，后分析并联电阻；先分析定值电阻， 后分析可变电阻。 (3)分析每一电阻的电压和电流的变化情况。
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图 723
( )
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要点二 电路的动态分析
1．程序法：
2．“串反并同”结论法： (1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，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。
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[变式 2]
在例题中，若电阻箱 R 的最大值为 3 Ω，R0
＝5 Ω，求：当电阻箱 R 读数为多少时，电阻箱 R 的功率最 大，并求这个最大值。 解析：把 R0＝5 Ω 当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻 r
等
为 6 Ω，而电阻箱 R 的最大值为 3 Ω，小于 6
即：
3．极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将 变阻器的滑片分别滑至两个极端， 让电阻最大或电阻为零去讨论。
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