高中物理 2.3研究闭合电路学案 粤教版选修3-1

第三节研究闭合电路1了解内电路、外电路，知道电动势等于内外电路电动势降落之和2掌握闭合电路欧姆定律的内容，理解各物理量及物理意义3会用定律分析路端电压与负载的关系1内电路和外电路(1)内电路：电源内部的电路；内电压：内电路电压，符号：U内；内阻：电源内部的电阻，符号：r(2)外电路：电源外部的电路；路端电压：外电路的电压(路端电压)，符号：U外；外电阻：外电路上的电阻，符号：R2电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极板间的电压，电动势通常用符号E表示，电动势的单位跟电压的单位相同，也是伏特3闭合电路的欧姆定律：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，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律4闭合电路的欧姆定律表达式：I，常用的变式：EI(Rr)或EU内U外，其中R为外电路的等效总电阻，电阻r为内电路的电阻电动势电势差意义表示非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领大小表示静电力做功将电势能转化为其他形式能的本领大小定义E，数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源的负极移到正极非静电力所做的功UAB，数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体的一端移到导体的另一端静电力所做的功正负含义一般地在中学阶段E取正值，不讨论反电动势问题沿电流方向为正，逆着电流方向为负决定因素仅由电源本身决定由电源及导体的电阻和连接方式决定测量方法将电压表并联在电源的两端将电压表并联在被测电路的两端联系电路断开时EU端，电路闭合时EU内U外一、单项选择题1一太阳能电池板，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 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(D)A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V解析：电池板开路电压等于电动势E800 mV.短路时I，求得内阻r20 .再由欧姆定律或电压分配关系，可得外接20 电阻时的路端电压为0.40 V.2如图所示，直线A为电源的U-I图象，直线B为电阻R的U-I图象，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的电动势和内阻是(C)A3 V，1 B2 V，1 C3 V，0.5 D2 V，0.5 解析：从图中直线A可以看出电源的电动势为3 V，电源内阻r0.5 ，所以C项正确直线B起干扰作用3如图所示电路，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光过了一会儿，两盏电灯突然同时都不亮了，且电压表和电流表的示数均变为零如果电路只有一处故障，则故障可能是(A)A电灯L1断路B电灯L2断路C电灯L1短路D电灯L2短路解析：A项，电灯L1断路，则整个电路中都没有电流，灯都不亮，电表无示数，符合题意，故A项正确；B项，电灯L2断路，则电压表会与灯L1串联，电压表分担电源电压有示数，由于电压表的内阻很大，电路中电流很小，灯不亮，电流表无示数，不合题意，故B项错误；C项，电灯L1短路，灯L2会分担电源电压，会变亮，电表有示数，不合题意，故C项错误；D项，电灯L2短路，电压表也短路无示数但灯L1会分担电源电压，会变亮，电流表有示数，不合题意，故D项错误，故选A.4电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下列说法正确的是(B)A干路电流一定变小B路端电压一定逐渐变小C电源内部消耗的电功率一定逐渐变小D电源的输出功率一定逐渐变小解析：外电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，A项错误；又由PI2r知电源内部消耗的电功率逐渐变大，C项错误；根据UEIr知路端电压逐渐变小，B项正确；由于外电阻与内电阻的关系未知，所以当外电阻增大时，电源的输出功率如何变化无法判断，D项错误二、不定项选择题5如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略已知定值电阻R110 ，R28 .当开关S接到位置1时，电压表V的示数为2 V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数可能为(BCD)A2.2 V B1.9 V C1.6 V D1.3 V解析：由I，U，电阻变小而路端电压变小，读数应小于2 V，但大于零，所以选B、C、D项6(2013广州模拟)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连接成如图所示的电路当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是(B)A电压表读数减小B电流表读数增大C电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大解析：滑片滑向b时，电阻R增大，回路的总电阻增大，所以回路的总电流减小，路端电压增大，所以电压表的示数增大，电阻R2两端的电压增大，故R2中的电流增大电流表示数增大，故选项B正确7如图所示，电路中A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，P为滑动片，若将滑动片向下滑动，则(ABCD)AA灯变暗BB灯变暗CR1上消耗功率变大D总电流变大解析：当滑动片向下滑动时电阻R减小，外电路总电阻减小，由I可知干路电流I增大，D项正确；由UEIr可知路端电压变小，所以A两端的电压变小，A灯泡变暗，由UBEI(rR1)知UB变小，B灯泡变暗；而由PI2R1知R1上消耗的电功率变大，C项正确8如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是(AD)A电动势E1E2，短路电流I1I2B电动势E1E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大解析：从U-I图象可知图线与纵坐标的交点为电动势，所以E1E2；而斜率为电源内阻可知r1I2.9(2014广州模拟)(多选)如图所示是计算机光驱的工作原理图：R1是光敏电阻(有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大)，R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R1上，下列分析正确的是(AD)A有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较高B有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较低C有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定较大D有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率可能增大，也可能减小解析：有激光照射光敏电阻时，R1阻值减小，电路中电流变大，R2两端的电压升高，信号处理系统两端获得的电压较高，A项正确，B项错误；R1电流变大而电压变小，故R1消耗的功率可能增大，也可能减小，C项错误，D项正确三、非选择题(按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10在如图所示的电路中，R12 ，R24 ，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：(1)电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)电源的电动势和内电阻解析：(1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式：PIR1，得：I11 A，P，得：U14 V.(2)K接a时，有EU1I1r4r，K接b时，R1和R2串联，R外R1R26 ；通过电源电流I20.75 A.这时有：EU2I2r4.50.75r