研究闭合电路
2020-2021高二物理粤教版3-1教师用书：第2章 第3节研究闭合电路含解析
2020-2021学年高二物理粤教版选修3-1教师用书：第2章第3节研究闭合电路含解析第三节研究闭合电路［学习目标]1。
［物理观念］理解电动势的概念．（难点）2.[物理观念]理解闭合电路的欧姆定律,掌握其内容及公式．(重点)3.［科学思维]掌握路端电压与负载的关系．（重点）4。
[科学探究］会使用电压表和电流表测电源的电动势和内阻．(重点)一、闭合电路及电动势1．闭合电路的组成(1）电路错误!(2)电阻错误!2．电动势:数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压，它反映了电源本身的一种性质．二、闭合电路的欧姆定律1．电压错误!2．电势错误!3．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）公式：I＝错误!．（3)电动势与内、外电压的关系：E＝U外＋U内．三、路端电压跟负载的关系1．路端电压与电流的关系（1)公式：U＝E－Ir．（2）图象（U-I图象如图所示）2．路端电压随外电阻的变化规律（1）外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无穷大（断路)时,I＝0，U＝E．(2）外电阻R减小时，电流I增大，外电压U减小，当R减小到零（短路）时，I＝错误!，U＝0．1．正误判断(1)根据I＝错误!得E＝I(R＋r)，由此可知，电动势与电流成正比．（×)(2）闭合电路欧姆定律I＝错误!适用于纯电阻电路，而E＝U外＋U内适用于任何电路．（√)（3)闭合电路中U。
I图象与纵轴的交点的值就是电动势的值，图象斜率的绝对值就是电源内阻．(√) (4）闭合电路中U.I图象与横轴的交点为短路电流，此时路端电压为电源的电动势．(×）（5)外电路电阻增大时，电流减小，但路端电压增大．（√)2．（多选）若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流,则下列各式中正确的是（）A．U＝2U′B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝错误!·EBD[由闭合电路欧姆定律可知,E＝U＋U′＝Ir＋IR.U＝IR，可推得:U′＝E－U，U＝错误!·R.故B、D正确，A、C错误．] 3．有两个相同的电阻R,串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为错误!，则该电源的内阻是（）A．R B．错误!C．4R D．错误!C［由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I＝错误!，两电阻并联时错误!I＝错误!·错误!，解得r＝4R，故选C.］对电动势的理解1．对电动势的理解电动势的大小由电源自身的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．不同电源的电动势一般不同．2．电源电动势与电势差的区别和联系电势差电动势n个完全相同的电池串联时，总电动势:E＝nE,总内阻:r总＝总nr。
选修3-1第二章第三节研究闭合电路解析
第十三页，编辑于星期一：十四点 十七分。
五、路端电压与负载的关系
U=E-Ir
１、如图电路：
I E Rr
R增大，电流减小，路端电压增大
R减小，电流增大，路端电压减小
第十四页，编辑于星期一：十四点 十七分。
Er
× × ×
并联支路越多，外电路总电 阻越小，则总电流就越大， 内电压就越高，那路端电压 就只能减小了。
1.电动势：反映电源将其他形式的能转化为电能的本领大 小。（仅由电源自身决定。）
2.电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间的电压。
3.电动势用E表示，单位为：伏特，V
E W 非电 q
+ ++++++
- --- - --
第七页，编辑于星期一：十四点 十七分。
特别提醒：电动势在数值上等于电源 不接入电路时两极间的电压，但与两 极间的电压有着本质的区别，不能说 两极间的电压(外电路电压）就是电 源电动势，电动势是电源本身的一种 性质，两极间的电压是由电动势提供
外 R1 电
路 R2
内 电
Er 路
K
外电路:—电源外部的电路叫做外电路，其电阻称为 外电阻，R
内电路:—电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为
内电阻，r
第三页，编辑于星期一：十四点 十七分。
二、电源的作用
+ ++++++
平板电容器 的放电过程
- --- - --
放电电流能 持续吗？
两极电势差无法保持， 电流不能持续存在。
灯泡的开关，小
×
×
灯泡的亮度有什
×
高二物理研究闭合电路试题
高二物理研究闭合电路试题1.下列说法中正确的是()A．电源电动势表示电源把其他形式的能转变为电能的本领B．照明电路中使用的电灯越多,电路的总电阻越大,电源的路端电压越高C．外电路断开时的路端电压在数值上等于电源电动势D．外电路短路时的路端电压在数值上等于电源电动势【答案】AC【解析】非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功等于电源的电动势．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，A正确，照明电路是并联电路，因为并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，所以并联电路中，支路越多，总电阻越小，路端电压越小，B错误，根据闭合电路欧姆定律可知，当外电路断开时，路端电压等于电动势．C正确，外电路短路时的路端电压为零，D错误，思路分析：根据电动势的物理意义和并联电路电阻的关系进行分析，即并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和以及闭合电路欧姆定律分析解题试题点评：本题的关键是理解电源电动势的物理意义，并联电路总电阻的求法以及闭合电路短路和断路时的区别，2.在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A．电灯L更亮,电流表的示数减小B．电灯L更亮,电流表的示数增大C．电灯L更暗,电流表的示数减小D．电灯L更暗,电流表的示数增大【答案】A【解析】滑动变阻器的滑片向b端滑动过程，变阻器接入电路的电阻增大，，外电路总，由欧姆定律得知总电流，路端电压．电灯L的电压等于路端电压，所以电灯L更亮，电流表的示数减小．思路分析：滑动变阻器的滑片向b端滑动过程，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化，来判断电灯亮度和电流表示数的变化．试题点评：本题是简单的电路动态分析问题．对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大判断变化．3.如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是（）A．灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B．灯多时各灯两端的电压较低C．灯多时通过电池的电流较大D．灯多时通过各灯的电流较大【答案】ABC【解析】当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，外电阻减小，总电阻减小，由知，总电流I增大，故C项正确.由知，灯多时灯两端的电压变小，各灯较暗，故选项A、B都正确.对D选项，电源的输出功率的大小关键要看电阻和内电阻的大小，当它们相等时，电源的输出功率最大，所以灯多时电源的输出功率较灯少时可能大也可能小，因此D选项不对.思路分析：根据并联电路电阻的关系进行分析，即并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和．因为并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，所以并联电路中，支路越多，总电阻越小试题点评：会根据并联电路总电阻与支路电阻的关系进行分析解决问题．4.如图所示,当可变电阻R调到20 Ω,电流表的读数为0.3 A,当可变电阻R调到10 Ω,电流表的读数为0.4 A,则电源的电动势E=____________V,内阻r=____________Ω.【答案】1220【解析】由闭合回路欧姆定律可得（R表示外电路总电阻）故当可变电阻R调到20 Ω,电流表的读数为0.3 A时有，当可变电阻R调到10 Ω,电流表的读数为0.4 A时有，联立两式可得，思路分析：根据闭合电路欧姆定律分析解题试题点评：本题是简单的对闭合回路欧姆定律的计算，根据题中的信息列方程组解题5.在如图所示的电路中,当可变电阻调到20 Ω时,电压表的示数为2 V;当可变电阻调到6 Ω时,电压表的示数为1.8 V.则电源的电动势为___________V,内阻为___________Ω.【答案】2.11【解析】电压表测量的是路端电压，所以根据当可变电阻调到20 Ω时,电压表的示数为2 V可得即，根据当可变电阻调到6 Ω时,电压表的示数为1.8 V.可得即，联立两式得，思路分析：根据闭合电路欧姆定律和分析解题，试题点评：本题是简单的对闭合回路欧姆定律的计算，根据题中的信息列方程组解题6.如图所示是某电源的伏安特性曲线,由图线可知,电源电动势为____________V,电源内阻为____________Ω.电流为0.2 A时的外电阻为____________Ω.【答案】6 1.628.4【解析】当外电路处于断路状态时，即外电流电路为零，电源两端电压为电源电动势，即，当外电路短路时，即外电路电流最大时，只有电源内阻串联在电路中，故，外电阻电路的计算公式为，将代入得思路分析：福安特性曲线U-I图像图线与纵坐标的截距表示电源电动势，与横坐标的截距表示短路电流，即电路中只有电源内阻串联在电路中，根据相关公式计算试题点评：本题考查了福安特性曲线，关键是清楚图线与坐标的截距表示的物理含义，本题容易出错的地方是纵坐标的起始不是从零开始的，7.在如图所示的电路中,电压U恒定不变,所有电阻的阻值都是R,此时带电粒子P静止在平行板电容器之间,当开关S接通时,带电粒子P将()A．向下做加速运动B．向上做加速运动C．仍然保持静止状态D．都有可能【答案】A【解析】带电粒子静止在电容器之间时，当闭合S后，由于电路中增加了一个并联支路，即总电流增大，路端电压减小，所以串联在干路上的电阻两端电压增大，故并联电路两端电压减小，即电容器两端电压减小，所以电场力减小，故粒子向下做加速运动，A正确，思路分析：当闭合S后，由于电路中增加了一个并联支路，即总电流增大，路端电压减小，所以串联在干路上的电阻两端电压增大，故并联电路两端电压减小，即电容器两端电压减小，所以电场力减小，试题点评：本题考查了力电综合题，关键是通过电路中相关物理量的变化判断电容器两端电压的变化，8.在如图所示的电路中,电源电动势为6 V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab ="6" V,Ucd="6" V,Uad=0,由此可断定()A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断C．L2的灯丝烧断D．变阻器R烧断【答案】C【解析】电压表测得,说明开关接触良好，,说明和R正常，,灯泡断路，C正确，思路分析：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能是在并联路段之外有断路或者并联路段之内有短路，若电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联电路之外无断路或者并联电路内无短路，试题点评：明确电路故障特点，熟练运用电路的有关规律是分析电路故障问题的基础和关键，9.在如图所示的电路中,电源电动势E="6" V,内阻r="0.5" Ω,电阻R1="9.5" Ω,R2=R3="10" Ω,电压表为理想表.则开关S分别接到1、2和3三个位置时,电压表的示数分别为__________V、__________V和__________V.【答案】0 2.85 3.8【解析】电压表测量的是两端的电压，当接1位置时，电阻被短路，所以电压为零，当接2位置时，和串联在一起，所以两端的电压为,当接3位置时，和并联然后再与串联，所以两端的电压为思路分析：当接1位置时，电阻被短路，当接2位置时，和串联在一起，当接3位置时，和并联然后再与串联，然后根据串并联电路规律解题试题点评：本题的关键是找出当S接在不同位置时的等效电路图，即各电阻直接的串并联关系然后根据串并联电路的规律解题10.在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值不断改变,电路中的电流和电源的路端电压也在不断改变,电源的UI图线如图乙所示,由图象确定电阻R的变化范围为____________.【答案】0≤R≤4 Ω【解析】电路中电流最小时，电阻R最大，从图中可知当电路中的电流时，R最大，此时的路端电压为,所以，当电路中电流最大时，此时的路端电压为零，说明电路短路，所以此时R最小，最小为零，故思路分析：电路中电流最小时，电阻R最大，当电路中电流最大时，此时的路端电压为零，说明电路短路，所以此时R最小，运用欧姆定律可解题试题点评：本题考查了对U-I图像的理解以及通过图像计算电阻的问题，关键是明白图像中各个点的物理意义。
闭合电路的动态分析
（3）分清变和不变的量以及它们之间的关系（先 研究不变的量，再研究变化的量的 变化情况）。
例
题 图中滑动触头向下移动时，判断各电表 的示数变化情况。
R1 A1 A2 V1 R2 A3 V2 R3
解析：
触头
R3
R总
I干
U路
V1
A1
V2
A2
A3
引申1：
如图所示电路，滑动触头向下移动， (1)判断理想电表的示数前后变化情况。 (2)电容器的带电量如何变化? (3)R1消耗的功率如何变化? R
当外电阻为纯电阻电路时
2R E 外 2 = P出=I R外= (R外+r)2
由图可知:同一功率对 应着两个电阻值,两个 电阻值之间有何关系呢?
③输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外
E2
(R -r)2
外
R外
+4r
2 E 当R外=r时,P出最大，且最大值为 P出m= 4r
R2的变化范围是0－10Ω。求：
E U0 U N 1）右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象
M（I0,U0） 2）两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流. b a 3 ） a 的斜率的绝对值表示电源内 β α 阻的大小、b的斜率的绝对值表 o I I0 Im 示接入电路中外电阻的的大小
4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩 形面积最大，即输出功率最大。
闭合电路的动态分析 (1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻，电 流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变. (2)相关公式：
电流I=E/(R外+r).
实验探究闭合电路的欧姆定律
实验探究闭合电路的欧姆定律好嘞，今天我们来聊聊一个有趣又神奇的主题，闭合电路里的欧姆定律。
听起来有点复杂，其实它就像我们生活中的一个小秘密，简单又实用。
想象一下，电流就像是一条小河流淌，而电压就像是河流的水位，电阻就像是河里的石头，水流得越快，电流就越大，水位越高，流动的力量也越强，明白了吗？所以，今天就让我们在这个电路的小世界里随意遨游吧。
我们得准备好一些工具，比如电池、导线和电阻器。
这些东西就像是我们做饭的材料，缺一不可。
把电池的正负极连接起来，导线就像是桥梁，把电流带到需要的地方。
电流开始在电路里流动，嘿，感觉不错吧！这时候，咱们可以在电路中放一个电阻器，就像在水流中放一块石头，水流会受到阻碍，流动的速度就变慢了。
这里的电压、当前流动的电流和电阻的关系就是咱们今天的主角，欧姆定律。
你知道吗，欧姆定律就是这么简单！它告诉我们，电流与电压成正比，与电阻成反比。
换句话说，电流就像你在水里游泳，如果水流太急，你就很难游动；而如果水流慢了，你就能游得轻松自在。
这种关系的公式可以写成 I = V / R，其中 I 是电流，V 是电压，R 是电阻。
想想看，电流就像是你流淌的汗水，电压是你努力的动力，而电阻嘛，就是那些让你有点儿喘不过气来的阻碍。
当你把这些概念放在一起，就能理解为什么在生活中，很多电器的使用都要考虑这些因素。
比如说，家里的电灯，你打开开关，电流立刻开始流动，灯泡亮起来。
这是因为电池提供了电压，而电灯泡的电阻让电流以适当的速度通过。
如果电阻太大，电流就会变得微弱，灯泡就会暗下去；如果电阻太小，电流猛增，可能会导致电器烧坏，真是得不偿失。
让我们再往前一步，深入探讨一下这个电路的世界。
闭合电路就像是一个热闹的派对，所有的电流、导线、电阻，都是派对上的宾客。
每个人都有自己的角色，电池是DJ，负责提供电压，电流是舞者，跟着节奏嗨起来，而电阻就是那几个调皮的朋友，时不时给舞者加点儿难度。
这样的组合，让整个派对充满了生机。
高二物理研究闭合电路(新编2019)
一.内外电路的认识
外电路: ——电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，R 内电路: ——电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，r
第三节 研究闭合电路 二.电动势 1.要在电路中维持电流，电路中必须接
有电源。电池是最常见的电源，此外 还有发电机等。 2.电源的作用在于为电路提供电能。 3.电动势E表示电源提供电能的本领。 4.电源的电动势数值上等于不接用电器 时电源两极间的电压。 5.电动势用E表示，SI单位为：伏特，V
ห้องสมุดไป่ตู้
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遂大斩获 南阳户口数百万 杀临羌令 西都长 若臣死之后 始吐奸谋 前日公破袁尚 皓大会群臣 晋室践阼 分布山谷告喻 建兴九年 曰 非常人也 及壮 孙权在豫章 昼夜兼行 令普天率土备闻斯庆 三月 评曰 昔魏豹闻许负之言则纳薄姬於室 莫能审其生出本末 敛淮南及淮北郡县屯田口十 馀万官兵 渊收遂军粮 讬凤攀龙 复奏留一月 出为扬州刺史 融周流观览 后主世 感动左右 死者数十人 综对曰 未可以治民 且城未拔 国家徵求之府 太祖为之怆然 赖以济宥者 蒙活者甚众 故舜命九贤 徙为幽州刺史 查渎南去此数十里 闻问往还 欲以为后 宜加显宠 五月 其戒之哉 建兴 八年 景即委郡东归 转为度支中郎将 习为家人之事 颇好言事 慈 潜更相克伐 不得逗留以稽车驾 皆宜阔略 群下劝先主聘后 才为怨家所杀 甚爱待之 数遣人讯问其母 歆薨 大治殿舍 改封都亭侯 进胤爵高密侯 以俭有幹策 不亦可乎 悌后为魏郡及尚书令 谓之廉洁 其黥 劓 左趾 宫刑者 虽未能然 田楷为青州 各有长短 算其长短 必决其机 权为讨虏将军 愿明公监观往事 行旅皆住 拥兵百万 便可乘胜长驱 徙奉家於临川 寻观三代之有天下也 卑词魏氏 坚始举事 合万馀人 或起应纯 太祖乃引兵西入山 由是以烈气闻 又通运漕之道 乃著济
第三节-研究闭合电路精品PPT课件
四、路端电压U与负载的关系
U=E－Ir
U
E
电动势为E
内阻为r=E / I短
r
注意：
0
I短 I
（1）、 U—I图象是一向下倾斜的直线,路
端电压随电流的增大而减小。
（2）、图象的斜率表示电源的内阻,图象与 纵轴的交点坐标表示电源电动势，与横轴 的交点坐标表示短路电流。
r2 >r1
U 斜率大，内阻大
E2
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
E1 r 2 r1
0
I2
I1 I
1线 电动势为E 1
内阻为r1=E1/I1 2线 电动势为E 2
内阻为r2=E2/I2
U /V
r1 >r2
3
2 r1 r2
0
6 10 I /A
1线 电动势为E 1=
3V 。
内阻为r1=
0.5 Ω 。
2线 电动势为E 2= 2V。
内阻为r2= 0.2 Ω 。
练习：如图所示为两个闭合电路中的两个电源的
函数的图象，请作出U—I图
象。
0
I
2、从图象中可以看出路端电压与电流的关系 是什么？
四、路端电压U与负载的关系
U=E－Ir
U
E
思考：
1、利用数学知识中关于一次
函数的图象，请作出I
2、从图象中可以看出路端电压与电流的关系 是什么？
3、直线与纵轴的交点表示什么？直线与横轴 的交点？直线的斜率？
2、用什么物理量来描述电源的特性？电动势
3、什么是电动势？它的物理意义是什么？
电动势是指在电源内部非静电力把单位正 电荷从电源负极移到正极所做的功。反映 电源本身的一种特性。
4.1探究闭合电路欧姆定律
体会闭合电路中的能量关系，感受物理学之美。
教学重点
及难点
重点：电动势、内外电压，闭合电路欧姆定律的内容
难点：闭合电路欧姆定律的计算和电路分析
主要教学
方法
实验法、讲授法、类比法
教具
CAI
教学过程及时间分配
主要教学内容
把不涉及电源的电路叫做部分电路，把含有电源的电路叫做闭合电路又叫全电路
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3．电源（池）的几个重要参数
①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
②内阻（r）:电源内部的电阻。
③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.
2．电动势
3．电源（池）的几个重要参数
4.闭合电路欧姆定律
完成课后习题
教学后记
（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
（2）定义式：E=W/q
（3）单位：伏（V）
（4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】：①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。
【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。
4.闭合电路欧姆定律
通过实验我们可知：电源的电动势等于闭合电路中内、外电压之和
由部分电路欧姆定律可知
所以
整理可得电流式
闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和成反比。
第二章第三节研究闭合电路
拓展一 进一步理解电动势
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图 所示的干电池，电子表中的纽扣电池，各种电池有的标 有“1.5 V”字样，也有的标有“3.7 V”字样，这些数值代表 什么？它表示电池的何种特性？
干电池
纽扣电池
提示：电动势，把其他形式的能转化为电能的本领．
1．在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下，由正 极移向负极，在电源内，非静电力把正电荷由负极移向 正极．
3．I＝R＋E r，E＝I(R＋r)只适用于外电路是纯电阻的 闭合电路，E＝U 内＋U 外，U 外＝E－Ir 既适用于外电路为 纯电阻电路，也适用于外电路是非纯电阻的闭合电路．
【典例 2】 如图所示的电路中，已知 R1＝8 Ω ，当 开关 K 闭合时电压表读数为 2 V，电流表读数为 0.75 A， 当开关 K 断开时，电压表读数为 3.2 V，电流表读数为 0.8 A，求电源电动势和内阻各是多少？
E＝0.75×4 V＋1×r. 解得 r＝1 Ω，E＝4 V. 答案：4 V 1 Ω
题后反思 解决闭合电路的一般步骤
首先要认清电路上各元件的串、并联关系，必要时， 应进行电路变换，画出等效电路图．其次，解题关键是求 总电流 I，求总电流的具体方法是：
若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势， 可用闭合电路欧姆定律I＝R＋E r直接求出 I；若内外电路 上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和 电压求总电流 I；当以上两种方法都行不通时，可以应用 联立方程求出 I；求出总电流后，再根据串、并联电路的 特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．
解析：电压表测得的电源两极间电压值略小于电动 势，故 A 错误；电动势的物理意义是表征电源把其他形 式的能转化为电能本领的强弱，与外电路的结构无关， 故 B、D 错误，C 正确．
高三物理研究闭合电路的欧姆定律
结束
1、可调内阻电池简介： J2365 型可调内阻电池是专门供中学物 理教学 设计的直流电源。它是一个半封闭 式的铅蓄电池，容量约为 1 安培小时，电 动势为2伏左右，内阻较大且在5—50欧姆 之间连续可调。构造宜于测量内、外电压， 适于用来做闭合电路的欧姆定律实验。
可调内阻电池应经常保持充足电 状态，电解液面应高出极板5mm以 上。如果电池长期不用，可将电池 充足电，然后取出极板，在清水中 泡2小时，晾干后正极板用塑料袋封 好存放。负极板在松香酒精溶液中 泡1—2分钟，晾干后用塑料袋包好 存放。
2、开关S断开时，记录电压表 V1的读数，此时V1的电压值即可视 为电池的电动势E。
3、调节电池内阻一适当的值。
4、调节电阻箱R的阻值,接通 电路,将V1、V2表的读数记入表一。
5、改变电池的内阻，重复步骤4， 将数据记入表二。 6、分析、处理数据。
7、得出结论： 在实验误差范围内，各次测得的电 源内电压与外电压之和是保持不变的， 等于电源的电动势。
表一 (电动势 E=V ）
电阻箱 内电路 读数R 电压U’ （Ω） （V） 外电路 U+U’ 误差 电压U （V） （%） （V）
表二 (电动势E=2.10V ）
电阻箱 读数R （Ω） 100 150 200 内电路 外电路 U+U’ 误差 电压U’ 电压U （V） （%） （V） （V） 0.37 0.28 0.89 1.72 1.82 1.89 2.09 2.10 2.09 0.5 0 0.5
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3、使用方法： 1、 加电液和充电： 电池在出厂时未装电解液，在使用前必须先配置 密度为1.26—1.28g /cm3的硫酸溶液注入电解槽内， 液面应高出极板约 5mm 。用学生电源（ J1202 型） 的直流输出端，按正负极分别接电池的正负极板， 不可接错。调节充电电流在 100—150mA 之间， 充电60小时以上。 2、 调节内阻： 向气室内缓慢地打气，以改变电解液液面的高低， 即可调节可调内阻电池由电池槽、电池槽盖、正负极 板、探针、气室、气嘴、气管开关、气筒等 组成。正负极板插在两端电池槽内，中间有 一条狭长的电液通道，装上气管和气筒缓慢 地推动气筒活塞，向电池内打气，以改变电 解液液面的高低，从 改变电池的内电阻。在 电池槽内靠近极板的内侧分别插有探针，利 用探针可方便地测出内电路上达到电压。
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【本讲教育信息】一. 教学内容：电压、电压表及串、并联电路中电压的特点二. 知识地位及学习目标：本节课是对电压的理解及通过实验探究串联、并联电路中的电压关系，学会电压表的使用和读数。
本节课的内容可以说是学习电学的基础知识之一，是电学实验操作的基本能力之一。
在中考中往往与电流、电阻知识及欧姆定律、电功率知识相结合。
是中考考查的重点内容。
1. 知道电源的作用、电压的单位及其换算。
了解一些常见电压及我国家庭电路的电压。
2. 知道电压表的用途、符号，会正确地将电压表接入电路中，并能正确选择量程和读数。
3. 通过实验探究，总结出串联电路和并联电路中的电压关系，在探究过程中，能选择实验探究需要的器材，经历从物理实验中探索科学规律的过程，养成观察、分析、归纳的能力和用语言表述信息的能力。
三. 知识总结及跨越障碍（一）电压图1水的压强差也叫做水位差（又叫水压），它才是使水定向流动形成水流的原因。
如图1所示，甲图中A处的水位高于B处的水位，打开阀门，管中的水从A处通过涡轮向B处流动，水的流动使涡轮转动。
A处的水面下降，B处的水面上升，当A、B两处水面相平时，水位相同，水停止流动，涡轮不再转动。
可见，水位差（水压）使水管中形成水流。
我们用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处（如图1乙所示），将抽水机置于图示的位置，使A处的水位总比B处的水位高，由于水管两端总保持一定的水位差（水压），于是水管内就有持续的水流。
下面我们来看看下图所示的电路的情况。
电源的正极聚集有大量的正电荷，负极聚集有大量的负电荷，在电源的正、负极之间就产生了电压。
这个电压使电路中的电荷发生定向流动，使正电荷从正极流向负极，或者使负电荷从负极流向正极，于是在电路中产生了电流。
可见，电压是使电路中形成电流的原因。
在电路中，电源在工作时不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，保持电路两端有一定的电压，使电路中有持续的电流。
电源是提供电压的装置。
在图1所示的装置中，不同的抽水机可以在水管两端产生不同的水位差，即大小不同的水压。
同理，不同的电源可以在电路的两端产生大小不同的电压，为此，首先要确定电压的单位。
在国际单位制里，电压的单位是伏特，简称伏（V）。
此外，常用单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等。
要求记住的电压值有：一节干电池的电压：1.5伏。
家庭电路的电压：220伏。
对人体安全的电压：不高于36伏。
例1.下列说法中正确的是（）A. 导体内有大量的自由电荷，只要使导体构成通路，导体中就有电流通过B. 电路中只要有电压，就会有电流C. 电压是产生电流的必要条件D. 电路呈开路时，电流为零，则电路两端电压也为零分析：若导体中只有自由电荷而没有电源，或者电路两端虽有电压，而电路没有形成闭合回路，都不能使电路中有电流，而电路呈开路状态时，电流为零，也不能肯定电路两端的电压为零，所以上述A、B、D的说法是错误的。
解答：应选C说明：本题概念很多，涉及到电流是如何形成的，电压所起的作用以及电路的开路的意义等。
要结合实例进行分析。
（二）电压表的使用测量电压的仪器叫电压表。
表盘上标有字母“V”的是电压表。
电压表的种类也很多，有教学用电压表和学生用电压表，从测量范围来看，有伏特表、毫伏表、微伏表等等。
我们在实验室中常用的电压表是伏特表。
伏特表也有两个量程：若用“＋”和“3”两个接线柱，量程是0~3伏。
若用“＋”和“15”两个接线柱，量程是0~15伏。
量程是0~3伏时，要看下面的刻度线，最小刻度值是0.1伏。
量程是0~15伏时，要看上面的刻度线，最小刻度值是0.5伏。
下图左边的图示电压为0.8V，右边的图示电压为4V。
同一指针位置，用大量程是小量程示数的5倍。
电压表的使用规则：1. 电压表要并联在被测电路的两端。
2. 必须使电流从电压表的“＋”接线柱流进，从“－”接线柱流出。
若接反了，指针将会反向偏转，重则会打弯指针。
所以在连接电路时，一定要找出所测电路中的电流流入点和电流流出点，电压表的“＋”接线柱要接电流的流入点。
“－”接线柱要接电流的流出点。
如上右图所示，要测灯L1两端的电压，我们要看电源，电流从电源的正极流出，向左，向下，向右，从A点流入灯L1，从B点流出灯L1，这时我们要将电压表V1并联到L1上，而且A 接电压表的“＋”接线柱，B接电压表的“－”接线柱。
3. 被测电压不要超过电压表的量程。
被测电压超过电压表的量程会出现将指针打弯的现象。
如果事先不能估测出被测电压的大小，要用电压表的大量程进行试触，观察指针的偏转范围，如果在小量程之内，则改接小量程，如果超出了小量程，但在大量程范围之内，则接大量程，如果仍然超出大量程，则要换接更大量程的电压表。
4. 电压表可以直接连到电源的正、负极上，测出的示数是电源的电压。
如下图所示。
例2. 如下图所示，当开关S闭合后，L1两端的电压约为3.8V，L2两端的电压约为2.2V，要用电压表测L1两端的电压，那么线头A和B该接在何处？分析：因为电压表测量某一部分电路两端的电压时，电压表必须与该部分电路并联，所以A和B两线头应分别接在L1两端的两个接线柱上，且必须使电流从“＋”接线柱流入电压表，从“—”接线柱流出，已知L1两端的电压为3.8V左右，应选的量程为0~15V。
解答：线头A应接在L1右接线柱上，线头B应接在L1左接线柱上。
说明：要同时考虑电压表的各项使用注意事项，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态。
例3. 如下图所示，现要用电流表测量L中的电流强度，用电压表测量L两端的电压，请在图中圆圈内标明哪一个是电流表，哪一个是电压表，并标明电表的正负接线柱。
分析：确定某电路中是接电流表，还是接电压表，关键是从两表使用注意事项的区别着手。
解答：从上图可以看出，b是与灯L并联的，故应该为电压表。
a是串联在电路中的，应该为电流表，如下图所示。
说明：假设a为电压表，b为电流表，开关S合上后，可以发现：灯将不亮，电流表无示数，这是因为电流表和电压表的内部构造不同所造成的。
我们可以这样认为：电流几乎不能通过电压表（如同开路），而电流几乎不受到电流表的阻碍（如同导线）。
（三）串联电路和并联电路的电压关系1、按下图将L1、L2组成串联电路，用电压表分别测出：灯泡L1两端的电压U1，灯泡L2两端的电压U2，灯泡L1与L2串联的总电压U。
我们发现：串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
2、按下图，将L1、L2组成并联电路，用电压表分别测出：灯泡L1两端的电压U1，灯泡L2两端的电压U2，A、B两点之间的总电压U。
我们发现：在并联电路里，各支路两端的电压相等，并且总电压等于各支路两端的电压。
例4.如下图所示的电路中，电压表V1、V2和V3分别测量的是______、______和______两端的电压；如果电压表V1、V2的示数分别为6V和4V，那么电压表V3的示数为_____V。
分析：要判断电压表测量哪段电路两端的电压，只要看电压表与哪段电路并联即可。
从图上可看出，电压表V1与电源两端相连，而V2和V3分别与L1和L2两端相连，因此电压表V1测量总电压，电压表V2和V3分别测量的是L1和L2两端的电压。
由于电路中L1与L2是串联的，根据串联电路电压的特点，可得电压表V3的示数为6V－4V＝2V。
解答：电路两端的总电压，L1两端，L2，2说明：通过此题可知（1）电池组的电压等于串联的各电池的电压之和（2）串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和（3）并联电路里，各支路两端的电压相等（4）电压表可直接测电源电压，而电流表绝对不允许直接接在电源的两极上例5. 下图中电源电压保持不变，当开关S1断开S2接通时，电压表示数为4.5伏；当开关S1接通S2断开时，电压表示数为3伏；则L1和L2两端的电压分别是（）A. 3伏和4.5伏B. 1.5伏和4.5伏C. 3伏和1.5伏D. 1.5伏和3伏分析：电压表与被测量的电路并联，当S1断开，S2接通时电压表测量的是灯L1与灯L2串联的总电压，当S1接通，S2断开时，电压表测量的是灯L1的电压，根据串联电路的电压关系，可以计算出灯L2的电压。
解答：应选C例6. 如下图所示，闭合开关，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（）A. 电流表坏了或未接好B. 从a经过L1到b的电路中有断路C. L2灯丝烧断或灯座未接通D. 电流表和L1、L2都坏了分析：开关闭合，若两个灯泡都不亮，则说明电流表A、灯L1和灯L2与电源的回路中有“断路”；而电流表A指针几乎不动，但电压表指针有明显偏转，说明电流表A、电压表V和灯L2是通路，所以“断路”只可能发生在a─L1─b中解答：应选B说明：在电路故障中，要区分“断路”和“短路”的情况。
【模拟试题】（答题时间：30分钟）一. 填空题1. 电压的作用是使______定向移动形成______的原因。
2. 两节干电池串联起来的电压是______V；家庭电路的电压是______V；不高于______V 的电压对人是安全的。
3. 完成下列单位换算：①5000V＝______kV＝______mV。
②22kV＝______V＝______mV。
4. 测量电压使用______，必须把它______接在要测量的那部分电路的两端，使用时必须把电压表的“＋”接线柱靠近电源的______极一端，还要注意所测的电压不得超过它的______。
5. 某同学为了测量小灯泡两端的电压，接上电压表合上开关，发现电压表有读数，但小灯泡不亮。
经检查电源、开关、小灯泡均完好，导线也无故障，那么原因可能是______。
6. 在图1所示的电路中，电压表是测量_____两端的电压，电压表是测量______两端的电压。
如果电压表的示数是U1，电压表的示数是U2，那么灯L3两端的电压是______，灯L1两端的电压是______，灯L2，L3两端的总电压是______。
图1二. 选择题7. 图2所示的电路中，当闭合开关S后，电压表的示数表示（）A. L1两端的电压B. L2两端的电压C. 电源电压D. L2和电源电压8. 用电压表测灯L1两端的电压，如图3所示四个电路图中，正确的是（）9. 图4中电源电压保持不变，当S1，S2都闭合时，电压表示数为4.5V；当S1闭合S2断开时，电压表示数为3V；那么S1，S2都断开时，L1和L2两端的电压分别为（）A. 3V和4.5VB. 1.5V和4.5VC. 3V和1.5VD. 1.5V和3V10. 如图5所示，电源电压保持不变，开关S从闭合到断开时，则电压表应该是（）A. 示数变为0B. 有示数，测量的是电源电压C. 有示数，测量的都是灯两端的电压D. 示数将变大，但无法测量11. 如图6所示，下列说法正确的是（）A. 电流表、电压表的连接都是错误的B. S，S1和S2都闭合时，电流表测L2中的电流强度C. S，S1和S2都闭合时，电流表测L1中的电流强度D. S，S1和S2都闭合时，电压表只能测量L2两端的电压12. 如图7所示，电源电压为6V，且保持不变，当闭合开关S后，电压表的示数为6V，这说明（）A. L1灯丝断了B. L2灯丝断了C. 开关S处断路D. 电源处断路13. 如图8所示，下列说法正确的是（）A. 电流表的连接是正确的B. 电压表的连接是正确的C. 两表的连接都是错误的D. 电流表将会被烧坏14. 图9是利用电压表测量并联电路电压的三种接法，下列说法正确的是（）A. （a）（b）的测量结果之和等于（c）的测量结果B. 三种接法的测量结果是一样的C. 三种接法的测量结果都不相同D. 只有（a）、（b）两种接法的测量结果相同三. 作图题15. 在图10所示的电路中，在“○”内填出电流表和电压表。