第2讲-闭合电路欧姆定律课件

第2讲闭合电路欧姆定律一、电源的电动势和内阻1.电源电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的能转化为电能的装置。2.电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的________在电源内从______移送到______所做的功。知识要点正电荷负极正极(2)表达式：E＝______。(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。3.内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的______，它是电源的另一重要参数。

内阻二、闭合电路欧姆定律1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成_______。正比反比图1U＋U内3.路端电压与外电阻的关系4.路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝________。E－Ir(2)U－I图象如图2所示。①当电路断路时，即I＝0时，纵坐标的截距为________。②当外电路电压U＝0时，横轴的截距为__________。③图线的斜率的绝对值为电源的______。图2电动势短路电流内阻1.下列关于电源电动势的说法正确的是(

) A.在某电池的电路中，每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V B.电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大 C.无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变 D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多基础诊断答案C2.(2019·江苏卷，3)如图3所示的电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为(

)A.1Ω

B.2ΩC.3Ω

D.4Ω图3解析当S断开后，电压表读数为U＝3V，则电动势E＝3V当S闭合后，由闭合电路的欧姆定律知答案A3.(多选)如图4所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是(

)图4A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω答案AD4.(多选)在如图5所示的电路中，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，以下判断正确的是(

)A.电源内部发热功率变小B.小电灯L变亮C.电流表的示数变小D.电源的效率提高图5答案AD1.动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。闭合电路欧姆定律及动态分析2.电路动态分析的两种方法【例1】

(多选)在如图6所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是(

)图6A.电压表示数减小 B.电流表示数增大C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低法二极限法若将滑片P滑至b点，则R3＝0，φa＝φb＝0，D正确；R2两端电压为零，则电容器C两端电压也为零，电容器所带电荷量Q＝0，C错误；当R3＝0时，电路总电阻最小，总电流最大，R1两端电压最大，故A错误；由于IA＝I1－I2，此时I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正确。答案BD1.如图7所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右向左滑动时，下列说法中正确的是(

)A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮，电压表V1的读数变大C.小灯泡L2变亮，电压表V2的读数不变D.小灯泡L1变暗，电压表V1的读数变小图7解析由题图知：滑动变阻器与小灯泡L1并联后再与小灯泡L2串联。电压表V1测量路端电压，电压表V2测量小灯泡L2两端的电压。将滑动变阻器的滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与小灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，电压表V1的读数变小。由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，小灯泡L2变亮，电压表V2的读数变大。小灯泡L1两端的电压U1＝E－I(r＋RL2)减小，灯泡L1变暗。故A、B、C错误，D正确。答案D2.在如图8所示的电路中，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滑动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是(

)A.P向a滑动，V1的示数减小、V2的示数增大B.P向b滑动，V1的示数增大、V2的示数减小C.P向a滑动，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滑动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值图8解析P向a滑动，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，分压U2减小，根据闭合电路的欧姆定律有E＝Ur＋U1＋U2，其余部分电路的分压相对增大，减小量和增大量的绝对值相等，即|ΔU2|＝|Δ(U1＋Ur)|，选项A错误，C正确；同理，P向b滑动，V1的示数减小、V2的示数增大，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，选项B、D错误。答案C3.如图9所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(

)图9A.质点P将向上运动 B.电流表读数减小C.电压表读数减小 D.R3上消耗的功率逐渐增大答案C1.电源的功率和效率闭合电路中的功率和效率问题2.电源的输出功率与外电阻的关系【例2】

如图10所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为(

)A.1Ω

4W

B.1Ω

8WC.0

8W

D.0.5Ω

8W图10答案

C【拓展提升1】

【例2】中的条件不变，则当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大且这个最大值为(

) A.1Ω

6W B.0.5Ω

8W C.1Ω

1.5W D.1.5Ω

6W答案

D【拓展提升2】

在【例2】中，若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，则当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大且这个最大值为(

)答案

C【拓展提升3】

【例2】中的条件不变，则电源的最大输出功率为(

) A.3W B.4W C.5W D.9W答案

D1.(多选)如图11所示，R1为定值电阻，R2为电阻箱，E为电源的电动势，r为电源的内阻，以下说法中正确的是(

)A.当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率B.当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率C.当R2＝0时，R1获得最大功率D.当R2＝0时，电源的输出功率最大答案AC图112.(多选)如图12所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L的规格为“3V

0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝2Ω。则(

)A.电源内阻为2ΩB.电动机正常工作的电压为3VC.电动机输出的机械功率为0.54W，其效率为75%D.电源的效率约为75%图12答案AC对电源U－I图线的理解和应用

电源U－I图象电阻U－I图象图形物理意义电源的路端电压随电路中电流的变化关系电阻两端的电压随电阻中电流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过坐标原点

，表示电流为零时电阻两端的电压为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同表示电阻的大小，每一点对应的比值均等大斜率的绝对值电源内阻r电阻大小【例3】(多选)如图13所示，a、b分别是一电源和一小灯泡的U－I图线，图线a与纵、横轴的交点坐标为(0，U1)和(I1，0)，两条图线的交点坐标为(I2，U2)，图线b在交点的切线与横轴交点的坐标为(I3，0)，则下列说法正确的是(

)图13答案CD1.(多选)如图14所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，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1.5ΩB.电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC.电源的输出功率为3.0WD.电源内部消耗功率为1.5W图14解析电阻R的U－I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5Ω，选项A正确；由电源的路端电压与电流的关系曲线Ⅰ知E＝3.0V，图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5Ω，选项B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U－I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，P出＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，选项C错误；由EI＝P出＋P内解得电源内部消耗的功率为P内＝EI－P出＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W，选项D正确。答案AD2.(多选)(2020·上海虹口模拟)如图15甲所示的电路中，将滑动变阻器R2的滑片由a端向b端移动，用两个电表分别测量电压和电流，得到部分U－I图象如图乙所示，则(

)图15A.电源的电动势为6VB.滑动变阻器的总阻值为20ΩC.当电压表示数为5.0V时，电源效率最高D.当电压表示数为5.0V时，R2消耗的功率最大答案BC1.断路与短路的特点 (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零； (2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。2.断路故障的检测方法 (1)用直流电压挡 ①将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏。电路故障的分析方法②在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点。(2)用直流电流挡将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。(3)用欧姆挡检测若电路中无二极管，将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。3.短路故障的检测方法(1)将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。(2)用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。【例4】

二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图16所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作图16

操作步骤现象1S闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a，黑表笔分别接b、c、d、e示数分别为0、0、6V、6V2S闭合，断开导线bc的c端，用c端分别接d、e、f灯泡均亮3S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c，黑表笔接d指针有大角度偏转4S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d，黑表笔接c指针有微小偏转由此可判断(

)A.同学1的操作说明故障在a、b之间B.同学2的操作说明故障在b、c之间C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开解析同学1的操作结果中，电压为零的点为b、c，黑表笔与电源是断开的，电压为6V的点d、e与电源是相通的，说明故障只在c、d之间，选项A错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项D错误。答案

C1.在如图17所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(

)A.L1灯丝烧断

B.电阻R2断路C.电阻R2短路

D.电容器被击穿短路图17解析若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，选项C错误；若L1灯丝烧断，则总电阻增大，