第七节闭合电路欧姆定律汇编
闭合电路的欧姆定律
A. 小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1<ΔU2 D. ΔU1>ΔU2
L1 P
L2
L3
V1
V2
解动态分析问题的思路：
1.看局部电路的变化 2.判断总电流的增减 3.判断定值电阻的电流和电压的变化 4.灵活运用整体和局部的关系，判断变化
电阻的电流和电压
例4. 如图，图线a是一电源的伏安特性曲 线，图线b是一定值电阻的伏安特性曲 线．若已知该电源的内阻为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
闭合电路欧姆定律
1.电动势和内电阻
电动势：
（1）物理意义：表征电源将其它形式能 转化为电能本领的物理量。
（2）定义：非静电力把正电荷从电源负 极移到正极所做的功与被移送电量的比。
E W非 q
（3）在闭合电路中，电动势在数值上 等于电源在没有接入电路时两极间的电 压。
内电阻：电源内电路上的电阻
内电压:电流通过电源内电路时，也 有电压降落 U内=Ir
Pm
电源的输出功率最大为
Pm
E2 4r
Or
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。
R2 R1
和出现极值的条件，关键是抓 住影响物理量数值变化的原因，写出所求量与 引起变化的物理量之的关系式，再力用数学求 极值的方法对关系时进行处理。
D. 0.19A
R1
1 S
2
R2
A
U/V 2.0
R=10 R=8
闭合电路欧姆定律复习
9
• 例4:已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2 4:已知如图， =6V， =4Ω， =2Ω， 已知如图 的变化范围是0 10Ω。 的变化范围是0－10Ω。求：①电源的最大输 出功率； 上消耗的最大功率； 出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消 耗的最大功率。 耗的最大功率。
R2 E r R1
=2Ω时 外电阻等于内电阻， 解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出 是定值电阻， 功率最大为2.25W 2.25W； 功率最大为2.25W；②R1是定值电阻，电流越大功 率越大， =0时 上消耗的功率最大为2W 2W； 率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W； 也看成电源的一部分， ③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为 6Ω，所以， =6Ω时 6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为 1.5W。 1.5W。
出
m
5、电源的功率和效率
R
P186/2
P186/3
P187/8
P178/7
P186/4
(U,I)
P187/9
P186/7
电源消耗的电功率为 内阻上消耗的热功率
P187/10
P187/11
P186/5
P179/15
5、电源的供电效率: 、电源的供电效率 供电效率
E2 Pm = 4r
o
r
R
U外 P R 出 η= = （外电路可是任何电路） = PE E R+r
（最后一个等号只适用于纯电阻电路） 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， 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%。 。
第7节 闭合电路欧姆定律
电阻的U－I图象与电源的U－I图象的区别
电阻
电源
U－I图象
研究对象
对某一固定电阻而言，两端 对电源进行研究，路端电压
电压与通过的电流成正比 随干路电流的变化关系
关系
图象的物 表示导体的性质 R＝UI ，R 理意义 不随 U 与 I 的变化而变化
3.(闭合电路欧姆定律的应用)“神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使
中国空间站建设迈出了坚实的一步。飞行器在太空飞行，主要靠太阳
能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，
短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合
电路，则它的路端电压是( D )
A.0.1 V
思考判断 1.如图3甲所示，电压表测量的是外电压，电压表的示数小于电动
势。( √ )
图3
2.如图3乙所示，电压表测量的是内电压，电压表的示数小于电动 势。( × )
3.外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。 (× )
4.外电路的电阻越小，路端电压就越大。( × ) 5.电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零。( × )
I短=
E r
一般情况下不允许外电路短路。
U
0
2.U与I总：U= E-Ir U=-rI+E E
y=kx+b
-r
0
r
R
U外
R
I短 I
四.外电压 (路端电压U)
1.U与R外 2.U与I总：U= E-Ir
U
U=-rI+E E
y=kx+b
-r
①纵截距表示电动势E
2017高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律课件新人教版选修3_1
闭合电路的欧姆定律
目标导航
学习 目标
1.理解闭合电路的欧姆定律及其公式,知道电源的电动 势等于内、外电路上电势降落之和。 2.理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表 达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。 3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电 源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 4.熟练应用闭合电路的欧姆定律解决有关的电路问题。
2.如图所示的电路中,当 S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电 表)的示数各为 1.6 V 和 0.4 A。当 S 断开时,它们的示数各改变 0.1 V 和 0.1 A,求电源的电动势和内阻。
解析:当 S 闭合时,R1、R2 并联接入电路,当 S 断开时,只有 R1 接 入电路,此时路端电压增大、干路电流减小。当 S 闭合时,由闭合电 路欧姆定律得
重点:1.闭合电路的欧姆定律及其公式的理解。
2.闭合电路路端电压与负载的关系,电源的电动势与
重点难 内、外电路电压的关系。
点
3.闭合电路的欧姆定律的应用。
难点:1.闭合电路的欧姆定律及其公式的理解。
2.闭合电路路端电压与负载的关系。
激趣诱思
我们有这样的经验,傍晚是每一天用电高峰时段,万家灯火,但是 灯光较暗;而夜深人静的时候,灯光特别亮,这是为什么?还有,在家用 电器使用中,打开大功率的空调后,你会发现灯泡会变暗,而关掉空调 后灯又会马上亮起来,这是为什么?
简答:当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的, 其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,由于导线有电阻,在导线上 就有较大的电压降,造成灯泡两端的电压变小,因此灯泡的亮度就变 暗了。
预习导引
1.闭合电路的欧姆定律 (1)闭合电路组成:
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
闭合电路欧姆定律
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。
第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律
一、闭合电路的欧姆定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1．描述闭合电路的几个基本物理量用导线把电源、用电器连接起来就构成了闭合电路，如图所示。
(1)内电路：电源内部的电路叫做内电路，其电阻叫做内电阻，通常用r表示；闭合电路中，通常用U内表示Ir，它是内电路的电势降落，即内电路两端的电压，称为内电压。
(2)外电路：电源两极之间的外部电路叫做外电路，其电阻叫做外电阻；闭合电路中，通常用U外表示IR，它是外电路的电势降落，即外电路两端的电压，称为外电压，也常称为路端电压，简单地记为U。
(3)内、外电路的特点：外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低；内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。
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，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式：I＝ER＋r；适用范围：纯电阻电路。
(3)常用的变形公式及适用范围：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。
①[判一判]1．电源的两端可以用导线直接连在一起()2．外电路断开时，路端电压就是电源的电动势()3．用电压表直接与电源两极相连，电压表的示数略小于电源的电动势()二、路端电压与负载的关系┄┄┄┄┄┄┄┄②1．路端电压与外电阻的关系U外＝E－U内＝E－ER＋rr结论：(1)R增大→U外增大。
(2)外电路断路时U外＝E。
(3)外电路短路时U外＝0。
2．路端电压与电流关系：U外＝E－Ir。
[注意]部分电路欧姆定律的U-I图象与闭合电路欧姆定律的U-I图象比较A ．当外电阻增大时，路端电压增大B ．当外电阻减小时，路端电压增大C ．当外电阻减小时，电路中的电流减小D ．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大1.判断下列说法的正误.(1)电源电动势和内阻一定时，外电阻越大，电流越小.( )(2)E ＝U ＋Ir 适用于任何电路.( )(3)某电源电动势为10 V ，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则电路中的电流为1 A.( )(4)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( )(5)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( )(6)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( )2.如图2所示，电动势为2 V 的电源跟一个阻值R ＝9 Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8 V ，则电源的内阻为 Ω.1.解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路中各元件的连接关系，画出等效电路图。
闭合电路的欧姆定律
转 解析
规律方法
U-I图象的一般分析思路
(1)明确纵、横坐标的物理意义．
(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义．
(3)找出图线上对应状态的参量或关系式．
(4)结合相关概念或规律进行分析、计算．
【变式训练3】(多选)如图的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电 压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I曲线,用该电源直接与 电阻R连接成闭合电路,由图象可知( ) A．R的阻值为1.5 Ω B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω C．电源的输出功率为3.0 W D．电源内部消耗功率为1.5 W
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时， 滑动变阻器消耗的功率最大？最大 功率是多少？
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时， 电源的输出功率最大？最大功率是 多少？
审题导析 1.在什么条件下，定值电 阻(R1)消耗的功率最大？ 2.在什么条件下，可变电 阻(R2)消耗的功率最大？ 3.在什么条件下，电源的 输出功率最大？
(1)结论法：利用电源的输出功率P出随外电路电阻R变化的 曲线分析． (2)等效法：找出等效电源，如分析变阻器R2消耗的功率何 时最大时，把R1看成等效电源内阻的一部分．
如图,电源的电动势为E 、内阻为r,定值电阻R的阻值也为r，滑 动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻 器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列 说法中正确的是( ) A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小 D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小
3．输出功率和外电阻的关系 (1)任意电路：P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P 内。 (2)纯电阻电路：P 出＝I2R＝（RE＋2Rr）2＝（R－R Er）2 2＋4r. ①当 R＝r 时，电源输出功率最大，Pm＝E2/4r. ②当 R>r 时，随 R 增大，输出功率越来越小． ③当 R<r 时，随 R 增大，输出功率越来越大． ④P 出<Pm 时,每个输出功率对应两个不同的外 电阻 R1 和 R2,且满足 R1R2＝r2.
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S
I E 1.5 A1A E r Rr 1.3 3 V 8 1 .3 V 8
探究路端电压跟外电阻的关系
一、实验研究
1.目的： 路端电压跟外电阻的关系
2.器材： 电源、电键、 导线、伏特表、滑动变阻器 、电流表、电阻
3.线路图：
4.结论：
A
当外电阻增大时，电流
U内= Ir
R=∞
I=0
E. r 一定
U内=0
E=U外+U内
U外=E
5.结论：当外电路短路时，电路中的电流I=E/r，內电压 等于电动势；当外电路断时，路端电压等于电动势。
物理来自生活
为什么晚上7、8点钟的时候家里面的灯看 起来很昏暗，而夜深人静时又变亮了呢？
s1
L1
s2
L2
L3
I
=
E R+r
U内= Ir
如图为伏打电池示意图, 由于化学反应,在A、B 两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b.
（1）（多选题）沿电流方向绕电路一周，非静
电力做功的区域是（ BD ）
A 铜 R 锌B
A. R B. b C. r D. a （2）在如图所示回路的各区域内，
a
r
b
电势升高的总和等于电源的__电__动__势_____。
W= Q外+Q内 ∴E=IR+Ir I E E = U外+ U内 Rr
问题归纳：怎样学好闭合电路欧姆定律？
1、研究内容：闭合电路中的电流跟哪些因素有关系。 2、理论和实验依据：
（1）实验依据：欧姆最早通过实验证明。 （2）理论推导：根据能量守恒定律推导得出。
3、三种表述：
（1）文字表述。闭合电路中的电流I 跟电源的电动势E成正 比,跟内外电路的电阻之和R+r成反比．
（2）公式表述。 I E ① 或 E=IR+Ir ② Rr
EU外U内 ③
4、适用条件：①②适用于纯电阻电路，③适用于任意电路。
反馈练习
例1：在如图所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路中的电流和路端电压.
R
解：由闭合电路欧姆定律，
电路中的电流为
2、在外电路中沿电流的方向，电势如何变化？ 为什么？在内电路中，沿电流的方向，电势如 何变化？为什么？
温馨提示：电源内阻上有没有电势的变化？
问题归纳
1.闭合电路的组成
内电路
内电路
外电路
+E
—
R r
S
+
R
—
S
问题归纳 2.电路中电势降落关系
ab
dc
a
b
a
c d
b
自主学习 学生阅读P60—P61内容 （3分钟）
把化学能转化为电势能； W=Eq=EIt
2.在外电阻和内电阻上静电力做功，把电势能转化为内能；
Q外=I2Rt Q内=I2rt 3.根据能量守恒定律得 W= Q外+Q内
四、闭合电路欧姆定律
I E ① Rr
E=IR+Ir ② EU外U内③ 明确三种表述和适用条件。
A组能力训练题2 （2009年上海卷16）
2
E = I2R2 +
消去E，解出r，得
I2r r=
⑵ I1R1－I2R2
I2－I1
代入数值得，r=1Ω
将r值代入方程⑴中，得 E = 3V
A
R2
根据本题你能 得到什么启示？
课堂小结：
外电路
一、认识闭合电路
二、电路中电势降 落关系 三、闭合电路中能 量的转化
ab
内电路
a dc b
1.在电池内部的两个反应层内非静电力克服静电力做功，
第七节闭合电路欧姆定律汇编
创设情境
太阳电池 干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
电动势E的物理意义及定义式？
创设情境
1.怎样测量电池的电动势？
V
2. 把小灯泡接入电路，电压表读数小于1.5V，为什么不 是1.5V呢？是谁“偷走了”电压吗？
×
V
自主学习 学生阅读课本P601-3段 2分钟
1、最简单的闭合电路是由那几部分组成的？
解：设电压表和电流表的原来读数分别为U和I, 电源和电流 表的内阻分别为r1和r2.由欧姆定律得
，
路端减电小压
。 增大
V
当外电阻减小时，电流 增大 ， 路端电压 减小 。
路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
探究路端电压跟外电阻的关系
二、理论推导
U内
I
1.理论根据：
（1）闭合电路欧姆定律
（2）部分电路欧姆定律
2.逻辑推理：
I
=
E R+r
U内= Ir
R
I
E. r 一定
I
=
E R+r
U内= Ir
1.外电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？
静电力做正功，电势能转化为内能。 Q外=I2Rt 2.内电路静电力对电荷做什么功？能量如何转化？
静电力做正功，电势能转化为内能。 Q内=I2rt 3.在电池内部的两个反应层内非静电力对电荷做什 么功？能量如何转化？
非静电力做正功，把化学能转化为电势能。 W=Eq=EIt 4.根据能量守恒定律能得出什么结论？
解：外电路断开时的路端电压为3V，则E=3V
接上8Ω的负载电阻后 E U U r R
即2.4+0.3 r =3 得r=2Ω
A组能力训练题10 （2004年全国理综卷Ⅳ23）
10.电动势为E=12V的电源与一电压表和一电流 表串联成闭合回路。如果将一电阻与电压表并联， 则电压表的读数减小为原来的1/3，电流表的读 数增大为原来的3倍。求电压表原来的读数。
解：题意“在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、 b” ，则该区域即为非静电力作用的范围，故BD正确；
依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。
A组能力训练题7 （2005年北京春季理综18）
7．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接 上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可 以判定电池的电动势E和内电阻r为（ B ） A．E=2.4V，r=1Ω B．E=3V， r=2Ω C．E=2.4V, r=2Ω D．E=3V, r=1Ω
R
I
E. r 一定
Er U外
R
E=U外+U内
U内
U外
E=U外+U内
U内
U外
3.结论：路端电压随着外电阻的增大（减小）而增大（减小）。
探究路端电压跟外电阻的关系
二、理论推导
4.两种特例：
（1）短路
I
=
E R+r
U内= Ir
E=U外+U内
R=0
I=E/r
U内=E
U外=0
E. r 一定
（2）断路
I
=
E R+r
R
I
E. r 一定
E=U外+U内
U内
U外
小试牛刀
例题: 如图所示, R1=14Ω、R2=9Ω,当开关S 切换到位置 1时,电流表的示数为I1=0.2A ;当开关S切换到位置2时, 电流表的示数为I2=0.3A. 求:电源的电动势 E 和内阻 r.
解：根据闭合电路欧姆定律得：
1 R1
E = I1R1 + I1r ⑴