整理好——第2节 闭合电路欧姆定律及其应用(1)
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.
闭合电路欧姆定律及其应用(69张1)ppt课件
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
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5
解析：当 cd 端短路时，ab 之间的电路为 R2 和 R3 并联，然后 与 R1 串联，因此 ab 之间的等效电阻为RR2＋2·RR33＋R1＝40 Ω，选 项 A 正确。同理，当 ab 端短路时，R1 和 R3 并联，然后与 R2 串联，总电阻为 128 Ω，B 选项错误。当 ab 两端接通测试电
InRn
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2
电路 特点 电压
总电阻
功率 分配
串联电路
并联电路
UR11＝ UR22＝…＝URnn
U1＝U__2＝__…__＝__U_n__
R总＝ __R_1_＋_R__2＋__…__＋__R_n_
R1总＝R11＋R12＋…＋R1n
RP11＝ RP22＝…＝RPnn
P1R1＝P2R2＝…＝ PnRn
(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 正比 ， 跟内、外电路的电阻之和成 反比 。
E (2)公式：I＝ R＋r (只适用于纯电阻电路)。
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14
3．路端电压与外电阻的关系
一般情况 U＝IR＝R＋E r·R＝1＋ERr 当 R 增大时，U 增大
①当外电路断路时，I＝0，U＝ E E
特殊情况 ②当外电路短路时，I 短＝ r ，U ＝0
跟通过的电荷量成反比
B．电动势的单位跟电压的单位相同，所以电动势就
是两极间的电压
C．非静电力做的功越多，电动势就越大
D．E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势
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6
部分电路欧姆定律
[想一想]
有a、b、c、d四个电阻，它们的I－ U关系如图7－2－2所示，其中电阻最小 的是哪一个？
高考物理 闭合电路的欧姆定律及其应用基础知识自学课件
3.电源的效率 =P外/P总×100%=U/E×100%=R/(R+r)×100% R越大，越大，当R=r时，P外最大；=50%。
如图所示，图中的四个电表均为理 想电表，当滑动变阻器滑动触点P 向右端移动时，下面说法中正确的 是( ) 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
分析电路故障问题应注意以下两点 (1)如电压表有示数，说明与电压表、电源串联的电路无故障。 (2)如电压表无示数，说明与电压表、电源串联的电路有断路故障。
C
【解析】由题给条件知，电路中有的地方没有电 压。由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V， Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。
A D
【解析】(1)设电压表的内阻为RV，测得R1两端的电 压为U1，R1与RV并联后的总电阻为R，则有： 1/R=1/R1+1/RV 由串联电路的规律得：R/R2=U1/(E-U1) 联立以上两式，得RV=R1R2U1/[R1E-(R1+R2)U1]，代入已知数据得RV=4.8 k。 (2)电压表接入前，电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压，R1两端的电压为UR1，则UC/UR1=R2/R1 又E=UC+UR1 接入电压表后，电容器上的电压为UC=E-U1 由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了 Q=C(UC-UC) 由以上各式代入数据解得Q=2.35×10-6C。
人教版九年级物理《第17章-欧姆定律》知识点汇总整理
第一节电阻上的电流跟两端电压的关系当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。
第二节欧姆定律及其应用1、欧姆定律内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
（德国物理学家欧姆）公式：I = URR=UIU=IRU——电压——伏特（V）；R——电阻——欧姆（Ω）；I——电流——安培（A）使用欧姆定律时需注意：R=UI不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。
因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，其大小跟导体的电流和电压无关。
人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
第三节电阻的测量伏安法测量小灯泡的电阻【实验原理】R=U I【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】【实验步骤】①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关，使小灯泡发光，记录电压表和电流表的示数，代入公式R=U I 算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P 的位置，多测几组电压和电流值，根据R=U I ，计算出每次的电阻值，并求出电阻的平均值。
【实验表格】次数电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω123 【注意事项】①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路。
闭合电路欧姆定律及其应用课件
含电容的电路
命题规律 Q 含电容的电路，根据欧姆定律和电容 C＝U，
确定电容的带电荷量及变化量，或根据电场强度和力的关系 确定带电粒子的运动情况。 (2012· 北京顺义质检 )在如图所示的电路中，电源的 内电阻 r 不能忽略，其电动势 E 小于电容器 C 的耐压值。在 开关 S 断开的情况下电路稳定后，闭合开关 S， 则在电路再次达到稳定的过程中，下列说法中 正确的是( )
闭合电路的总电阻 成反比。 和___________________ E R＋ r ， 2． 公式： I＝_____ 常用表达式为 E＝IR＋Ir＝U＋U′；
E－Ir 。 U＝______
3．意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与电 动势以及电路总电阻之间的定量关系。
归纳领悟 1．路端电压 U 与外电阻 R 的关系 (1)根据闭合电路欧姆定律，当外电阻 R 变大时，干路电流 I 变小，因为 U＝E－Ir，所以数值上路端电压 U 变大；同理，当外 电阻 R 减小时，路端电压 U 减小。 (2)当外电路断开时，R 为∞，I 为 0，所以数值上路端电压 U 等于电源电动势 E。 E (3)当外电路短路时，R 为 0，I 为 r ，所以路端电压 U＝0。
功率的最大值问题
命题规律
根据闭合电路欧姆定律和功率的规律，确定
输出功率、输入功率、热功率。 在如图所示电路中，已知电源电动势 E＝3V，内电 阻 r＝1Ω，R1＝2Ω，滑动变阻器 R 的阻值可连续增大，求：
(1)当 R 多大时，R 消耗的功率最大？ (2)当 R 多大时，R1 消耗的功率最大？ [解析] (1)在求 R 消耗的最大功率时， 把 R1 归入内电阻，
A．L1 变暗，L2 和 L3 变亮 B．L1 变暗，L2 变亮，L3 亮度不变 C．L1 中电流变化值大于 L3 中电流变化值 D．L1 两端电压变化值小于 L2 两端电压变化值 [答案] D
高二物理 闭合电路欧姆定律的应用
闭合电路欧姆定律的应用【要点梳理】要点一、关于闭合电路欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）已知电动势为E 、内电阻为r 的电源和电阻R 组成闭合回路，如图，电路中有电流I 通过，根据欧姆定律U IR =外，U Ir =内和E U U =+外内得E IR Ir =+，即E I R r=+． （2）闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
2、对闭合电路欧姆定律的理解公式的适用对象○1U I R=适用于纯电阻电路。
○2E I R r =+适用于纯电阻电路。
○3E U U =+外内适用于各种电路，U E Ir =外－与E U U =+外内相同。
要点二、闭合电路欧姆定律应用1．路端电压随负载的变化分析负载即用电器，而R 是由负载的结构决定的，当R 变化时，路端电压U 、电流I 随之变化，由E Ir U =+得1ER E U E Ir r R r R=-==++． 可见：（1）U 随R 的增大而增大，随R 的减小而减小，U R -曲线如图所示。
（2）当0R →（短路）时，0U =，此时E I r=最大，会引起火灾。
（3）当R →∞（断路）时，U E =。
2.功率与电流之间的关系（如图）○1直线表示电源的总功率 P EI =总.○2曲线表示电源的输出功率 2P UI EI I r ==-出．○3曲线表示电源内部消耗的功率 2r P I r =．3．电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析（1）电源做功：W EIt =电源的总功率：P EI =（2）电源的输出功率为2222222=()()4()4E E R E P I R R r R R r Rr R r r R =⋅==+-+-+出， 当R r =时，P 出有最大值2244m E E P R r==．P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示。
由图象可知，当R r =（即外电阻等于内电阻）时，电源的输出功率最大为m P 。
闭合电路的应用2
知识回顾:
闭合电路欧姆定律 (1)内容： (2)公式： 闭合电路的电流与电源电动势成正比， 与内、外电路的电阻之和成反比. I＝E/(R+r) 纯电阻电路. ① E=U外+U内 ② U内＝Ir=Er/(R+r) ③ U外=E-Ir
(3)适用条件：
(4)表达形式：
路端电压U与电流I的关系图象
电流表的示数 先减小后增大
问：若ac间接入一个定 值电阻R1，bc间接入一 个定值电阻R2，则电流 表片P由a端滑 至B端，电压表V1示数变化的绝对值为△U1，电 压表V2示数变化的绝对值为△U2，则下列说法正 确的是( BD ) A．L1、L3变暗，L2变亮 B．L3变暗，L1、L2变亮 C．△U1＜△U2 D．△U1＞△U2
规律总结：
应用闭合电路欧姆定律解题时，先画出 等效电路图，结合电路列出方程即可， 一定不要忘记电源内阻。
小结：
1． 闭合电路欧姆定律的公式及应用 2．电源的外特性曲线 3．闭合电路动态分析问题的方法 4．电源输出最大功率问题的方法
如图3所示的电路，已知电源的电动势E和 内电阻r恒定，R0是定值电阻，R是滑动变 阻器，当滑动头从a移到b的过程中，电流 表的示数如何变化？
当R=r时， 电源的输出功率最大为
电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示 P出 Pm R1R2=r2时P1=P2 r
O
R
⑵电源的效率：
电源的最大输出功率和用电器的最大功率
典例剖析 例2、如图所示，已知电源内阻r=2 Ω，定值电阻 R1=0.5 Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的 功率最大？ R2=0 (2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最 R2=2.5 Ω 大? (3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大? R2=1.5 Ω
第2节 闭合电路欧姆定律及其应用
U= · E= 先增大后减小,D 项正确。 ������ ������并 +������2 +������内 内 1+ AD ������ +������ 2 并
解析
������并 +������2
������
关闭
答案
第八章
命题点一 命题点二
第2节
必备知识 命题点三
闭合电路欧姆定律及其应用
关键能力 核心素养
关键能力 核心素养
-13-
典例1在如图所示的电路中,R1=20 Ω ,R2=40 Ω ,滑动变阻器R的 阻值为0~100 Ω ,当滑动触头P由a向b滑动的过程中,灯泡L1、L2的 关闭 亮度变化情况是( ) 灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定 ,灯丝电阻不变,研究通过灯丝 A.L1逐渐变亮,L2逐渐变暗 电流的大小可知灯的亮度。 首先明确电路的连接方式 R1 与 R 串联,R2 .L ,L2逐渐变亮 ,并联后与 L1 串联,接到电源 E 上,所 与B L2 串联 ,然后两串联电路并联 1逐渐变暗 C.L1先变亮后变暗 以当滑动触头由 a 向 b 滑动过程中,滑动变阻器连入电路部分的电阻 ������ D.L2先变暗后变亮 增大,总电阻增大 ,总电流 I= 减少,灯泡 L1 的实际功率 PL=I2RL
2.明确比较方法: 比较动态电路中电表变化量,就要弄清电表所测量的是纯电阻还 是非纯电阻,弄清什么量变,什么量不变,然后根据伏安特性特点求 解。像即学即练第2题,要看ΔU和ΔI之比的情况,就是看它们的比值 是什么,就可判断结果。
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必备知识 命题点三
闭合电路欧姆定律及其应用
(2)表达式:E= 。
������
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第2节闭合电路欧姆定律及其应用知识点一、电阻的串联、并联1．串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I nI 1R 1＝I 2R 2＝…＝I n R n 电压U 1R 1＝U 2R 2＝…＝U n R n U 1＝U 2＝…＝U n 总电阻R 总＝R 1＋R 2＋…＋R n1R 总＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n 功率分配P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P nR nP 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R n2．(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。
知识点二、闭合电路欧姆定律1．(1)①电源内部是内电路②用电器、导线组成外电路(2)内、外电压的关系：E ＝U 内＋U 外。
2．(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小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(只适用于纯电阻电路)。
3．路端电压与外电阻的关系一般情况U ＝IR ＝ER ＋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＝Er，U ＝04．路端电压跟电流的关系(1)关系式：U ＝E －Ir 。
(2)用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源内阻。
考点一、电路的动态分析[例1](2011·北京高考)如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中()A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大[例2](2014·广安模拟)如图所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r 。
开关S 闭合后，电灯L 1、L 2均能发光。
现将滑动变阻器R 的滑片P 稍向上移动，下列说法正确的是()A ．电灯L 1、L 2均变亮B ．电灯L 1变亮，L 2变暗C ．电流表的示数变小D ．电源的总功率变小电路动态分析的三种常用方法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。
(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。
即：U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→U 并↑I 并↑P 并↑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。
考点二、电源的功率和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：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 的关系电源的效率任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%纯电阻电路：η＝RR ＋r×100%[例3](2012·上海高考)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的()A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小练1.电源的效率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阻的实验中得到的实验图线如图7－2－6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ηa 、ηb 。
由图可知ηa 、ηb 的值分别为()A.34、14B.13、23C.12、12D.23、13考点三、电源U I 图像与电阻U I 图像的对比[例4]如图所示为两电源的U I 图像，则下列说法正确的是()A ．电源①的电动势和内阻均比电源②大B ．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大[例5](2014·衡水中学模拟)在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。
用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。
由图像可知()A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为2W D．电源的效率为66.7%两种图像的比较图像上的特征物理意义电源UI图像电阻UI图像图形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截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小斜率内电阻r电阻大小考点四、含电容器电路电容器是一个储存电能的元件。
在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路看做是断路，简化电路时可去掉它。
简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上。
[例6](2014·达州质检)如图所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，电源电动势E＝18V，内阻不计。
下列说法正确的是()A．开关S断开时，a、b两点电势相等B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是2AC．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大解决含电容器的直流电路问题的一般方法：(1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。
(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。
(3)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。
(4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
练2、(2014·泸州模拟)如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0。
若改变四个电阻中的一个阻值，则()A．减小R1，C1、C2所带的电量都增加B．增大R2，C1、C2所带的电量都增加C．增大R3，C1、C2所带的电量都增加D．减小R4，C1、C2所带的电量都增加[随堂对点训练]1．(2014·湖北七市联考)有一个电动势为3V、内阻为1Ω的电源。
下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是()A．0.5ΩB．1ΩC．1.5ΩD．2Ω2.(2014·南充检测)如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略。
闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，下列说法中正确的是()A．通过R2的电流减小B．电源的路端电压减小C．电容器C所带的电荷量增加D．电源的效率增大3．(2014·都江堰摸底)某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的()4.如图所示电路中，4个电阻阻值均为R，开关S闭合时，有质量为m、带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。
现断开开关S，则下列说法不正确的是()A．小球带负电B．断开开关后电容器的带电量减小C．断开开关后带电小球向下运动D．断开开关后带电小球向上运动5．如图甲所示，其中R两端电压U随通过该电阻的电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V(内阻不计)，且R1＝1000Ω(不随温度变化)。
若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时() A．R的阻值为1000ΩB．R的阻值为1333ΩC．通过R的电流为1.5mAD．通过R的电流为2.0mA作业、1．将一电源电动势为E，内阻为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外＝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外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大2.(2013·江苏名校检测)如图1所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表。
现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，正确的是()A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减小D．电源的总功率变大3．(2014·广元四校联考)在如图2所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是()A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．灯L2变亮，电容器的带电量增加4.(2014·北京西城期末)如图3所示，电路中RT为热敏电阻，R1和R2为定值电阻。
当温度升高时，R T阻值变小。
开关S闭合后，R T的温度升高，则下列物理量中变小的是()A．通过R T的电流B．通过R1的电流C．通过R2的电流D．电容器两极板间的电场强度5．(2014·北京海淀检测)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则()A．电动机消耗的总功率为UI B．电动机消耗的热功率为U2RC．电源的输出功率为EI D．电源的效率为1－IrE6.(2014·上海青浦质检)如图4所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为I a和I b，则()A．r a>r b B．I a>I bC．R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D．R0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低7．(2014·湖北八校联考)在如图5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，某时刻电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障()A．R1短路B．R2短路C．R3短路D．R1断路8.如图6所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。