7.2电动势 闭合电路欧姆定律

蓄电池
＝2 V>E
干电池
2.(2010·上海单科 在如右图所示 上海单科)在如右图所示 上海单科 的闭合电路中， 的闭合电路中， 当滑片 P 向右移 动时， 动时，两电表读数的变化是 ( ) A. 变大， 变大 变大， B. 变小， 变大 变小， C. 变大， 变小 变大， D. 变小， 变小， 变小
解析： 解析：
W 根据电动势的定义和表达式 E＝ ，非 ＝ q
静电力移动 1 C 电荷量所做的功 W＝qE＝1×2 J ＝ ＝ × ＝2 J，由功能关系可知有 2 J 的化学能转变为电 ， 能不一定都是电热， 、 均错误． 能不一定都是电热，A、C 均错误．在没接入外电 路时，蓄电池两极间的电压等于电动势，但若接 路时，蓄电池两极间的电压等于电动势， 入外电路后，两极间的电压将小于电动势， 入外电路后，两极间的电压将小于电动势，所以 错误． 选项 B 错误．电动势是描述电源把其他形式能转 化为电能本领大小的物理量， 化为电能本领大小的物理量，E 正确． ＝1.5 V，故 D 正确． ， 答案： 答案： D
解析： 解析： 设干路电流为 I，对闭合电路而言，有 ，对闭合电路而言， E＝ U2＋ Ir 成立． 成立． ＝ 设通过 R1 和电动机的电流为 I1， 通过 R2 的电流 而言，欧姆定律适用， 为 I2.对 R1、R2 而言，欧姆定律适用，有 I1＝ 对 U2－ U1 U2 ，I2＝ .由并联电路特点，有 I＝ I1＋ I2. 由并联电路特点， ＝ 由并联电路特点 R1 R2 U2－ 4 U2 代入数据后得 6＝ U2＋ ＝ ， ＋ ×2， 12 12 1 A. 解得 U2＝ 5 V， I1＝ ， 12
二、闭合电路欧姆定律 1．定律内容：闭合电路的电流跟电源电动势 ．定律内容： 路的电阻之和成_____． 成_____，跟内、外电路的电阻之和成 反比 ． 正比 ，跟内、外电路的电阻之和成 E 2．定律表达式为：I＝______ R＋r ．定律表达式为： ＝______. ＋ 3．闭合电路的欧姆定律的两种常用关系式： ．闭合电路的欧姆定律的两种常用关系式： (1)E＝_________． ＝ U外＋U内 (2)E＝_______. ＝ U＋Ir ＋
答案： 答案：
B
3.(2011·江西赣州调研 如右图所 江西赣州调研)如右图所 江西赣州调研 为定值电阻， 示，R1、R2 为定值电阻，L 为小 灯泡， 为光敏电阻(照射光越 灯泡，R3 为光敏电阻 照射光越 电阻越小)． 强，电阻越小 ．当照射光的强 度增大时( ) 度增大时 A．电压表的示数减小 ． B．R2 中的电流增大 ． C．小灯泡的功率增大 ．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 ． 答案： 答案： C
4.(2010·新课标全国卷 电源的 新课标全国卷)电源的 新课标全国卷 效率 η 定义为外电路电阻消耗 的功率与电源的总功率之 比．在测电源电动势和内电阻 的实验中得到的实验图线如右 为路端电压， 为干路电流， a、 图所示， 图所示，图中 U 为路端电压 ， I 为干路电流 ， a、 b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别 为图线上的两点， 的值分别为( ) 为 ηa、ηb.由图可知 ηa、ηb 的值分别为 由图可知 3 1 1 2 B. 、 A. 、 3 3 4 4 2 1 1 1 C. 、 D. 、 2 2 3 3
图象斜 率的倒 数为导 体的电 阻
闭合电路 U－I － 图象
表示电源的输 出特性， 出特性，纵轴截 距为电源电动 势，横轴截距为 E 短路电流 I0＝ r
图象斜 率的绝 对值表 示电源 的内阻 r
二、闭合电路的几个功率 1．电源的总功率：P 总＝EI＝U 外 I＋U 内 I＝P 出＋ ．电源的总功率： ＝ ＋ ＝ P 内． 2．电源内部消耗的功率：P 内＝I2r＝U 内 I＝P 总－ ．电源内部消耗的功率： ＝ ＝ P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P ．电源的输出功率： ＝ － ＝
内．
若外电路是纯电阻电路， 若外电路是纯电阻电路，则有 2 2 ER E 2 P 出＝I R＝ . ＝ 2＝ 2 － ) (R＋r) (R－r) ＋ ) ＋4r R
由上式可以看出 E2 (1)当 R＝r 时，电源的输出功率最大为 Pm＝ . 当 ＝ 4r (2)当 R>r 时， 的增大输出功率越来越小． 当 随着 R 的增大输出功率越来越小． (3)当 R<r 时， 的增大输出功率越来越大． 当 随着 R 的增大输出功率越来越大． (4)当 P 出<Pm 时， 当 每个输出功率对应两个可能的 外电阻 R1 和 R2，且 R1·R2＝r .
解析： 当滑片向右移动时， 变大， 解析： 当滑片向右移动时，R 变大，根据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 ： 电 路 中 的 电 流 I＝ ＝ E 变小， 即电流表读数变小； 变小， 即电流表读数变小；电压表 R＋ R0＋ r ＋ 变大， 正确． 读数 U＝ E－ I(R0＋ r)变大，B 正确． ＝ － 变大
解析：
IU U 电 源 的 效 率 η ＝ ×100% ＝ EI E
个格， ×100%.a 点对应的路端电压 U 为 4 个格，而 2 个格． 电动势 E 为 6 个格．因此 ηa＝ ；b 点对应的 3 1 个格， 路端电压为 2 个格， 因此 ηb＝ .故 D 项正确． 故 项正确． 3
答案： 答案： D
3．电动势的物理含义：电动势表示电源 ．电动势的物理含义： ___________________________本领的大 本领的大 把其它形式的能转化成电能 小，在数值上等于电源没有接入电路时 两极间的电压． 两极间的电压． 4．电动势是 标 量，需注意电动势不是 ．电动势是____量 电压． 电压．
一、三种图象的比较 图象 部分电路欧姆定律U 部分电路欧姆定律 －I图象 图象 反映I跟 的 反映 跟U的 正比关系 物理意义 注意问题 图象的斜 率表示导 体的电阻， 体的电阻， 斜率越大， 斜率越大， 电阻越大
伏安特性曲 线I－U曲线 反映导体的伏安特 － 曲线 性，图象是直线表 示导体为线性元件， 示导体为线性元件， 曲线表示导体为非 线性元件
5.根据电池的输出功率 P＝ 根据电池的输出功率 ＝ IU， ， 得出被测电池组的输出 功率 P 随外电阻 R 变化的 曲线如右图所示． 曲线如右图所示．求： (1)被测电池组的内阻 r； 被测电池组的内阻 ； (2)电动势 E. 电动势
E2 解析： 解析： 由 P 出＝ ＝ ＝ 2可知当 R＝ r＝5 (R－ r) － ) 4r＋ ＋ R 时 P 出＝Pm＝45 W，可计算得出 E＝ 30 V. ， ＝
解析： 解析：
根据闭合电路欧姆定律 E＝ U＋Ir， 只 ＝ ＋ ，
接通 S1 时，电流表示数为 10 A，电压表示数为 ， U 12 12 V，得 E＝12.5 V，车灯电阻 R＝ ＝ ， ＝ ， ＝ I 10 1.2 ＝
电动机工作时， ，接通 S2，电动机工作时，电流表示数变
为 8 A，车灯电压 U1＝ I1R＝9.6 V，电源内电压 ， ＝ ， U内 为 U 内＝E－ U1＝2.9 V， － ， 通过电源的电流 I 总＝ r 2.9 A＝ 58 A，通过电动机的电流 I2＝ I 总－ I1 ＝ ＝ ，通过电动机的电流 0.05 ＝50 A， C 正确． ， 正确． 答案： 答案： C
答案： 欧姆定律的应用
如右图所示， 如右图所示，电源电动势 E＝6 V， 所示 ＝ ， 内电阻 r＝2 ，定值电阻 R1＝R2 ＝ ＝12 ， 电动机 M 的内电阻 R3＝2 .当开关 S 闭合，电动机转动稳定 当开关 闭合， ． 后，电压表的读数 U1＝4 V．若电 动机除内电阻外其他损耗不计， 动机除内电阻外其他损耗不计，求： (1)电路的路端电压 U2； 电路的路端电压 (2)电动机输出的机械功率 P. 电动机输出的机械功率
E I＝ 只适用于纯电阻闭合电路， ＝ 只适用于纯电阻闭合电路，变式 E＝ ＝ R＋ r ＋ U 外＋ U 内，E＝ U 外＋ Ir 和 U 外＝E－ Ir 适用于 ＝ － 任何闭合电路． 任何闭合电路．
三、路端电压 U 与外电阻 R 的关系 1.当外电阻 当外电阻 R↑―→I↓―→Ir↓―→U↑，当 ↑ ↓ ↓ ↑ R 增大到无穷大 即断路 时，I＝ 增大到无穷大(即断路 即断路)时 ＝ 0 ， ＝ E ，如右图所示． __，U＝__，如右图所示． 2．当外电阻 R↓―→I↑―→Ir↑―→U↓，当 R ． ↓ ↑ ↑ ↓ E 减小到零(即短路 即短路)时 减小到零 即短路 时，I 短＝ ，U＝__. ＝0 r
电动机中输入的电功率 P1＝ I1U1，转化为机械 功率 P 和通过其内电阻生热的功率 P2＝I2R3. 1 据能量守恒定律有 P＝P1－P2，代入数据得 P ＝
1 1 ＝ ×4－ 2×2 － 12 12
23 W＝ W＝ 0.32 W. ＝ ＝ 72
2
(5)P 出与 R 的关系如下图所示． 的关系如下图所示．
4．电源的效率 ． P出 U R η＝ ×100%＝ ×100%＝ ＝ ＝ ＝ E P总 R＋r ＋ ×100% 1 ＝ ×100% r 1＋ ＋ R
因此R越大， 越大 越大； 因此 越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输 越大 ＝时 出功率时，效率仅为50%.,1.铅蓄电池的电动势 出功率时，效率仅为 铅蓄电池的电动势 ) 为2 V，这表示 ，这表示( A．电路中每通过 C电荷量，电源把 J的化 电荷量， ．电路中每通过1 电荷量 电源把2 的化 学能转变为2 的电热 学能转变为 J的电热 B．无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电 ．无论接不接入外电路， 压都为2 压都为 V C．蓄电池在 s内将 J的化学能转变为电能 内将2 ．蓄电池在1 内将 的化学能转变为电能 D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节 ． 干电池(电动势为 电动势为1.5 的大 干电池 电动势为 V)的大