第七节 闭合电路欧姆定律 教师.doc

第七节 闭合电路欧姆定律【新课标要求】1.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。3.理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。4.理解路段电压与负载的关系。【新课预习】1、闭合电路欧姆定律：(1)电动势、内电压、外电压三者之间的关系将电源和用电器连接起来，就构成_。用电器、导线组成_；电源内部是_。内电路的电阻叫做电源的_，当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫_，用U内表示。电源外部的电路叫_，外电路两端的电压叫_，也叫_，用U外表示。则E=U内+U外,即在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压之和。(2)注:用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U外E.当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,此时E=U外,即电源电动势等于没有接入电路时的路端电压.(2)定律内容: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。(3)定律公式:I=注：只适用于外电路为纯电阻的闭合电路(4)常用的变形: U外=E-Ir2、路端电压与负载的关系（1）公式：对纯电阻电路U外=IR=E-Ir=E-r注：当外电路断开时，R=，Ir=0，U外=E，此为直接测量电动势的依据。当外电路短路时，r=0，I=（称为短路电流），U外=0(2)路端电压U外与外电阻R之间的关系当外电阻R增大时，电流I减小；内电压Ir减小，由U外=E-Ir可知路端电压U外增大当外电阻R减小时，电流I增大；内电压Ir增大，路端电压U外减小。(3)路端电压与电流的关系图象 U/V注：图象中横轴上截距的值为短路电流 E等于I0=;纵轴的截距等于电源的电动势E.直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，即r=tan.越大， 0 I/A表明电源的内阻越大 【知识精讲】知识点1、关于电源的输出功率问题要搞清几个概念：电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率P出=UI 电源内部消耗的功率Pr=I 2ro RP出Pmr电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）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。【例1】已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。变式训练电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 （ ）A电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小答案 ACD知识点2、电路结构变化问题的讨论R1R3闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论R2依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定R4律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。以右图电路为例：设R1增大，总电阻一定增大； 由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。总结规律如下：总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；变化电阻本身和总电路变化规律相同；和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）。【例2】在如图所示的电路中，R1=10 ，R2=20 ，滑动变阻器R的阻值为050 ，当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_A逐渐变亮B逐渐变暗C先变亮后变暗D先变暗后变亮解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，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增大，总电阻增大，总电流I=减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。V2V1L1L2L3P变式训练2、如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是 A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1U2答案BD 3、在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，（ ）A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小 答案 B知识点3、电源的U-I图象Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im由闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir（U、I间关系）路端电压U随干路电流I的关系图线为倾斜直线，称为电源的外特性曲线。图线的截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻。【例3】 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。解：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2，因此输出功率最大为50W。变式训练4、如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么 （ ）AR接到a电源上，电源的效率较高 BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高答案 C【基础达标】一、选择题：1如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中V为电压表（其电阻足够大），定值电阻R=7.0。在电键未接通时，V的读数为6.0V；接通电键后，V的读数变为5.6V。那么，电池组的电动势和内电阻分别等于（ ）A6.0V，0.5 B6.0V，1.25 C5.6V，1.25 D5.6V，0.52将内阻为0.5的电池组用电阻为0.75的导线，与标有“6V，7.2W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是（ ）A6 V B7.5V C9V D10.5V3如图所示，电阻R1=20，电动机的绕组R2=10。当电键打开时，电流表的示数是0.5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是 （ ）R1 R3R2ECA B BC C CAI=1.5A BI1.5ACP=15W DP15W4已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（ ）A增大R1 B增大R2C增大R3 D减小R15如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（ ）A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B电流都是I0时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻6不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是A接在110 V的电路上时的功率为20 WB接在110 V的电路上时的功率为10 WC接在440 V的电路上时的功率为160WD接在220 V的电路上时的功率为40 W二、填空题：7如图所示，A灯的额定功率为15W，A灯与B灯 额定电压相同，在外加电压改变时设两盏灯的电阻保持不变，当K1与K2都断开时，电压表读数U=12V；当K1闭合，K2断开时，电压表读数U1=11V；当K1、K2都闭合时，电压表读数U2=9V时，则B灯的额定功率为_W。8将两只电压表V1和V2串联后接在某一内阻较大的电源两端，电压表V1的示数是22V，电压表V2的示数是130V，而单独将电压表V2接到这个电源两端，它的示数为150V，那么电源的电动势为_。三、计算题：9.用电动势为8V，内电阻2的电池组成连接两根各1的电阻线，向某用电器（纯电阻）供电，如下图所示，该用电器可获得3W的电功率，求通过该用电器的电流和它两端的电压。10.如图所示，A1和A2是两块相同的电流表，V1和V2是两块相同的电压表。电流表A1的示数是1.4mA，电压表V1和V2的示数分别是0.8V和0.6V。试求：（1）电流表A2示数；（2）电压表和电流表的内阻之比。11如图所示电路中，电源电动势E=50V，内阻r=5，电阻R1=R2=30。若再接入一个电阻R3，电压表示数为40V，不计电压表对电路的影响，问：R3应接在什么位置上？（画出电路图表示）R3的阻值多大？12一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少? 13实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3。现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？答案1A 2B 3BD 4BD 5AC 6. BD 7. 40 8. 165V 9. 设电压表和电流表的内阻分别为RV和RA。两电压表完全相同，则其示数跟它通过的电流成正比。=U1U2=4/3 又因=1.4mA解得通过A2的电流=0.6Ma =0.8mA 根据RV=（RARV）解得：RVRA=3110有两种连接方法。如图所示。图（1）接法中： 解得：R3=30图（2）接法中：解得：R3=512解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P入=I1U1=0.82W=1.6 W电动机的机械功率P机=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W说明：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。电热Q=I2Rt。电动机消耗的电能也就是电流的功W=I