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一、闭合电路的欧姆定律的内容讨论二、闭合电路的U-I图象三、电源的功率和效率06年12月广州市X科统考卷507年上海虹口区教学质量检测三1107年1月北京市崇文区期末统一练习606年12月广州市X科统考卷1507学年南京市期末质量调研1607届广东惠州市第二次调研考试14江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1007届南京市第一次调研测试152007年重庆卷1507届12月江苏省丹阳中学试卷142007年上海卷1607年苏锡常镇四市二模10南京市07届二模试卷15,闭合电路欧姆定律,一、闭合电路的欧姆定律的内容,闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律,闭合电路欧姆定律的表达形式有：,E=U外+U内,（I、R间关系）,U=E-Ir（U、I间关系）,（U、R间关系）,（3）,讨论：,U=E-Ir,从上式可以看出:(E、r是常量，R、I、U是变量),a.当外电阻R减小时，可知I增大，内电压UIr增大,路端电压U减小,b.当外电路短路时，R趋近于零，I趋近于E/r，路端电压U趋近于零电源的内阻一般都很小，所以短路时电流很大为Im=E/r.,c.当外电阻R增大时，则I减小，内电压UIr减小，路端电压U增大当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，Ir也变为零，U=E这就是说，开路时的路端电压等于电源的电动势.而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（还有微弱电流通过电源）。,二、闭合电路的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；a的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;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；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；,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（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。,三、电源的功率和效率,电功率：,电源的输出功率P出=UI,电源内部消耗的功率Pr=I2r,电源的总功率PE=EI,电源的输出功率，,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，,而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为,电源的效率：,（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,06年12月广州市X科统考卷5,5如图5所示的是甲、乙、丙三个电源的UI图线，甲和丙两图线平行，下列判断正确的是()A甲电源的电动势比乙大B乙电源的电动势和内阻都比丙电源大C甲和丙电源的内阻相等D甲电源内阻最大，丙电源内阻最小,BC,07年上海虹口区教学质量检测三11,11.如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且rR2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是（）(A)要使P1与P2的和最大，必须使R1=rR2。(B)要使P1最大，必须使R1=R2+r。(C)要使P2最大，必须使R2=R1+r。(D)（P1+P2）的最大值，由和r决定。,ABD,07年1月北京市崇文区期末统一练习6,6如图所示电路，电源电动势E为6V，内阻r为2,电阻R为8，电动机M线圈电阻RM为2。当开关S闭合时，电阻R消耗的电功率为2W，则电动机输出的机械功率是（）A0.5WB1.5WC2WD3.56W,B,解：,IR2=P/R=1/4,IR=0.5A,UR=IRR=4V,Ur=E-UR=2V,I总=Ur/r1A,IM=I总-IR=0.5A,PM=IMUR=2W,PMr=IM2RM=0.5W,P机=PM-PMr=1.5W,电动机消耗的总功率,电动机线圈的热功率,电动机输出的机械功率,06年12月广州市X科统考卷15,15.（13分）如图15所示，电源的电动势E7.5V，内阻r1.0，定值电阻R212，电动机M的线圈的电阻R0.50闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U14V，电阻R2消耗的电功率P23.0W求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流,解答：,（1）路端电压等于R2两端的电压，,（2）电源的电动势E=U2Ir，,由此得干路电流,通过R2的电流,通过电动机的电流I1=II2=(1.5-0.5)A=1.0A,07学年南京市期末质量调研16,16（15分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1，电炉电阻R=19，电解槽电阻。r=0.5当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求：（1）电源的电动势；（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。,解：,（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1,电炉中电流,电源电动势E=I(R+r)=120V,（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2,电炉中电流,电源路端电压为U=IRR=519=95V,通过电源的电流为,通过电解槽的电流为,IA=I-IR=20A,（3）电解槽消耗的电功率,PA=IAU=2095=1900W,电解槽内热损耗功率,P热=IA2r=2020.5=200W,电解槽转化成化学能的功率,P化=PA-P热=1700W,07届广东惠州市第二次调研考试14,14.辩析改错：如图所示电源电动势E=10V，内阻r=0.5,电动机的电阻R0=1.0,定值电阻R=1.5,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？某同学求解如下：整个回路的电流是：,经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。,电动机消耗功率：,电源释放的电功率：,P=EI=103.33=33.3W,P=I2R0=3.33210=11.1W,答：此解法不当,整个回路的电流是：,电源释放的电功率：,电动机消耗功率：,江苏省如东高级中学07年2月期末试卷10,10高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻为R1=3，超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻R2=6，小灯泡L上标有“6V，6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r=2，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则()A短路前通过R1的电流为2/3AB短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C短路后通过R1的电流为4/3AD短路后通过R1的电流为2A,BC,解见下页,解:,小灯泡L上额定电流、电阻分别为1A、6,L短路前超导部件的电阻为0，由欧姆定律：,L短路前通过R1的电流为I=E/(RL+r)=1AA错,容易看出，L短路后通过限流器的电流IIc，超导部件将由超导状态转化为正常态,L短路后超导体失超，R1=3,通过电源的总电流和路端电压为,I总=E/(R12并+r)=2A,U=E-I总r=4V,通过R1的电流为,I1=U/R1=4/3AC对D错,07届南京市第一次调研测试15,15如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0；电阻R1=10,R2=10,R3=30,R4=35；电容器的电容C=10F.电容器原来不带电.求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量。,解：,由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为,由欧姆定律得,通过电源的电流,I=E/R=1/3A,电源的端电压,U=E-Ir=8/3V,电阻R3两端的电压,通过R4的总电量就是电容器的电量,Q=CU=2.010-5C,2007年重庆卷15,15.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V，内阻为0.05,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了()A.35.8WB.43.2WC.48.2WD.76.8W,解：,车灯的电阻R=12.5/10-0.05=1.2,车灯原来的功率P1=I12R=120W,电动机启动后,车灯的电压,U2=E-Ir=12.5-580.05=9.6V,车灯后来的功率P2=U22/R=76.8W,车灯的电功率降低了P1-P2=43.2W,B,07届12月江苏省丹阳中学试卷14,14(14分)如图所示的电路中，电源电动势E6V，内阻r1，电阻R13，R26，电容器的电容C3.6F，二极管D具有单向导电性,开始时,开关S闭合，S2断开(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电量变化了多少?(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少?,解：,（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1,根据闭合电路欧姆定律有,U1=I1R1=4.5V,合上开关S2后，电容电压为U2，干路电流为I2根据闭合电路欧姆定律有,所以电容器上电量变化了,或电容器上电量减少了,（2）合上S2后，电容上电量为Q,断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电量与阻值成反比,故流过电阻R1的电量为,题目,2007年上海卷16,16（5分）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是_。,R1R2,（2）若R16，R212，电源内电阻r6，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择（）（A）2（B）4（C）6（D）8,解：,滑动片P由a滑至b的过程中,R1和R2并联电阻R并一直变大，并联电阻R并的最大值为4,即R并4.,由P-R图线知，外电路的最大总电阻R=R3+R并6,R32B正确,B,07年苏锡常镇四市二模10.,10.小张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变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是()A.直线a表示电源的总功率B.曲线b表示电源的输出功率C.电源的电动势E=3V.内电阻r=1D.电源的最大输出功率Pmax=9W,AC,解见下页,解：,电源的总功率PE=IEI,所以直线a表示电源的总功率,电源内部的发热功率Pr=I2rI2,所以曲线b表示电源内部的发热功率,输出功率,由直线a，E=P/I=9/3=3V,由曲