沪科版选修31 闭合电路欧姆定律 学案.doc

闭合电路欧姆定律_1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定2、要求学生理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件1串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流ii1i2inii1i2ini1r1i2r2inrn电压u1u2un总电阻r总r1r2rn功率分配p1r1p2r2pnrn2几个有用的结论(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。3闭合电路(1)组成(2)内、外电压的关系：eu内u外。4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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式：i(只适用于纯电阻电路)。5路端电压与外电阻的关系一般情况uirr当r增大时，u增大特殊情况当外电路断路时，i0，ue当外电路短路时，i短，u06路端电压跟电流的关系(1)关系式：ueir。(2)用图像表示如图722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。 7电压表和电流表 -串、并联规律的应用常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表g（表头）改装而成。（1）表头g：构造（从电路的角度看）：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。原理：磁场对通电导线的作用p98（为后续知识做准备）（2）描述表头的三个特征量（三个重要参数）内阻rg：表头的内阻。满偏电流ig：电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）满偏电压ug：电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流ig的关系ug=igrg，因而若已知电表的内阻rg，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。通过对p52的“思考与讨论”加深这方面的认识。（3）表头的改装和扩程（综合运用串、并联电路的规律和欧姆定律）类型一:欧姆定律的应用 例1电阻r1与r2并联在电路中，通过r1与r2的电流之比为12，则当r1与r2串联后接入电路中时，r1与r2两端电压之比u1u2为()a12b21c14 d41解析：由并联特点可知：，又由串联电路特点可得：，故b正确答案：b例2一电池外电路断开时的路端电压为3 v，接上8 的负载后路端电压降为2.4 v，则可以判定电池的电动势e和内阻r为()ae2.4 v，r1 be3 v，r2 ce2.4 v，r2 de3 v，r1 解析：外电路断开时的路端电压即为电源的电动势e3 v，又由闭合电路欧姆定律eu外ir，故：32.4r，则r2 ，选项b正确。答案：b类型二：电路的动态分析例3.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关s闭合后，在变阻器r0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，电流表的示数增大解析：滑动变阻器r0的滑片向下滑动，r0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，r1两端的电压变大，r2两端的电压变小，电流表的示数变小，a项正确。答案：a例4.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l1、l2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l1、l2均变亮b电灯l1变亮，l2变暗c电流表的示数变小d电源的总功率变小解析：将滑动变阻器r的滑片p稍向上移动，电流表的示数变大，电灯l1变亮，l2变暗，电源的总功率变大，选项b正确，a、c、d错误。答案：b例5.(多选)如图所示，c16 f，c23 f，r13 ，r26 ，电源电动势e18 v，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2 ac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带的电荷量大解析：s断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，a错误。s断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而c1c2，由qcu知此时q1q2，当s闭合时，稳定状态下c1与r1并联，c2与r2并联，电路中电流i2 a，此时两电阻两端电压分别为u1ir16 v、u2ir212 v，则此时两电容器所带电荷量分别为q1c1u13.6105 c、q2c2u23.6105 c，对电容器c1来说，s闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故b、c正确，d错误。答案：bc类型三：欧姆定律实验 例6： 实验室中现有器材如实物图1246所示，有：电池e，电动势约10v，内阻约1；电流表a1，量程10a，内阻r1约为0.2；电流表a2，量程300ma，内阻r2约为5；电流表a3，量程250ma，内阻r3约为5；电阻箱r1，最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1；滑线变阻器r2，最大阻值100；开关s；导线若干。要求用图1247所示的电路测定图中电流表a的内阻。图1246 图1247（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。（3）你要读出的物理量是_。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_。图1248解析： 本题可以用半偏法测电流表的内阻,将待测的电流表与电阻箱并联,另一个电流表接在总电路里,保持总电流不变,使电阻箱里分掉一半电流,则待测电流表的内阻与电阻箱的阻值相等.由于电流表a1量程太大,其余表中显示的电流在a1表中无法显示,只能测a2、a3表的内阻。答案：（1）a2和a3；（2） 电路连接如图1248所示（3）调节r1，当a3中的电流是a2中的一半时，a3的内阻r3=r1； 或者直接读出两电流表的电流i2、i3以及r1，则r3=（i2-i3）r1/i3。基础演练 1下列说法正确的是 ( ) a电源被短路时，放电电流无穷大 b外电路断路时，路端电压最高 c外电路电阻减小时，路端电压升高d不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变答案：bd 2直流电池组的电动势为e，内电阻为r，用它给电阻为r的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为u，通过电动机的电流是i，下列说法中正确的是 （ ）a电动机输出的机械功率是ui b电动机电枢上发热功率为i2rc电源消耗的化学能功率为ei d电源的输出功率为ei-i2r答案： bcd abcp图2-343a、b、c是三个不同规格的灯泡，按图2-34所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为e，内电阻为r，将滑动变阻器的滑片p向左移动，则三个灯亮度变化是（ ）a都比原来亮 b都比原来暗ca、b灯比原来亮，c灯变暗da、b灯比原来暗，c灯变亮答案：c4如图2-35所示电路中，电源电动势为e，内阻为r，电路中o点接地，当滑动变阻器的滑片p向右滑动时，m、n两点电势变化情况是（ ）r1r3mopn re rr2图2-35a都升高 b都降低cm点电势升高，n点电势降低dm点电势降低，n点电势升高em点电势的改变量大于n点电势的改变量答案：be图2-365如图2-36所示的电路中，电键s1、s2、s3、s4均闭合，c是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴p，欲使p向下运动，应断开电键( ) a s1 bs2 cs3 ds4答案：br11r2r3e rab图2-376如图2-37所示电路中，电源的总功率是40w，r1=4，r2=6，a、b两点间的电压是4.8v，电源的输出功率是37.6w。求电源的内电阻和电动势。答案：20v 0.67.电源电动势为，内阻为r，向可变电阻r供电.关于路端电压，下列说法中正确的是 ( ) a因为电源电动势不变，所以路端电压也不变b因为u=ir，所以当r增大时，路端电压也增大c因为u=ir，所以当i增大时，路端电压也增大d因为u=-ir，所以当i增大时，路端电压下降答案：d 8一个电源分别接上8和2的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为 （ ）a1 b2 c4 d8答案：c9.如图2-38所示电路中，电池内阻符号为r，电键s原来是闭合的.当s断开时，电流表 ( )图2-38ar=0时示数变大，r0时示数变小br=0时示数变小，r0时示数变大cr=0或r0时，示数都变大dr=0时示数不变，r0时示数变大答案：d图2-3910.甲、乙、丙三个灯泡，按图2-39方式连接到电池组上，如果丙灯泡处发生短路，某同学对电路各部分发生的变化作了如下推测(设各灯灯丝不被烧毁):丙灯两端电压为零，电池组的路端电压为零，甲灯变得更亮，乙灯变得更亮，其中 ( ) a只有、正确b只有、止确c只有、正确d只有、正确答案：a巩固提高1如图2-43所示所示电路，电流表a1和a2为两个相同的毫安表，当电路两端接入某一恒定电压的电源时，a1的示数为3ma,a2的示数为2ma。现将a2改接在r2所在支路上，如图中虚线所示，再接入原来的恒定电压电源，那么，关于a1与a2的示数情况，以下说法正确的是（ ）aa1示数增大，a2示数增大aa2r1r2a1图2-43ba1示数增大，a2示数减小ca1示数增大，a2示数不一定减小da1示数不一定增大，a2示数也不一定增大 答案：b 2如图2-44甲所示，e=18v，内电阻可忽略，电阻r1=6，r2=3，电容器的电容c1=6f，c2=3f，当电键k断开时，电容器c1上的带电量为多少？当电键k闭合后，电容器c1上的带电量变化多少？如果将电路图换成图2-44乙所示，r3=r1，电容器c1上的带电量变化多少？dc1ekr3r1bacdr2图2-44乙答案：1.08104c 3.6105c 1.08104ccekr1rc1bac图2-44甲图2-453.如图2-45电路，a、b、c分别表示电流表或电压表，电表都是理想的，则下列各组电表示数中可能的是( ) aa=1a，b=2v，c=0.5aba=2v，b=0.5a，c=1aca=0.5a，b=1a，c=2vda=2v，b=1a，c=0.5a答案：d4.如图2-46所示，抛物线c1、c2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中错误的是( ) a电源的电动势为4vb电源的内电阻为1图2-46c电源输出功率最大值为8wd电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16w答案：c5如图5所示，平行金属板中带电质点p原处于静止状态，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()a电压表读数减小b电流表读数减小c质点p将向上运动dr3上消耗的功率逐渐增大答案：a 6. 如图所示，电路中rt为热敏电阻，r1和r2为定值电阻。当温度升高时，rt阻值变小。开关s闭合后，rt的温度升高，则下列物理量中变小的是()a通过rt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 答案：c 7在如图所示的电路中，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()ar1短路br2短路cr3短路dr1断路答案：a 8.如图2-40所示，电源的电动势和内阻分别为e、r，在滑动变阻器的滑片p由a向b移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况图2-40a电流表先减小后增大，电压表先增大后减小b电流表先增大后减小，电压表先减小后增大c电流表一直减小，电压表一直增大d电流表一直增大，电压表一直减小答案：a9.如图2-41所示电路中，电阻r1=8.当电键s断开时，电压表的示数为5.7v，电流表的示数为0.75a，电源总功率是9w；当电键s闭合时，电压表的示数为4v.若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是9:16，求电源的电动势和电阻r2、r3.图2-41答案：=12v，r2=8，r3=3.6 10.如图2-42所示是对蓄电池组进行充电的电路.a、b两端接在充电机的输出端上，蓄电池组的内阻r=20，指示灯l的规格为“6v，3w”.当可变电阻r调到20时，指示灯恰能正常发光，电压表示数为52v(设电压表内阻极大)，试求:(1)蓄电池组的总电动势.(2)充电机的输出功率.(3)对蓄电池组的输入功率.(4)充电机的充电效率. 图2-42答案：(1)36v(2)31w(3)23w(4)74.2%1.(多选)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答案：abc2. 如图所示，电路中rt为热敏电阻，r1和r2为定值电阻。当温度升高时，rt阻值变小。开关s闭合后，rt的温度升高，则下列物理量中变小的是()a通过rt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 答案：c3在如图所示的电路中，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()ar1短路br2短路cr3短路dr1断路答案：a4.在如图所示的电路中，电源电动势为12 v，电源内阻为1.0 ，电路中的电阻r0为1.5 ，小型直流电动机m的内阻为0.5 ，闭合开关s后，电动机转动，电流表的示数为2.0 a。则以下判断中正确的是()a电动机的输出功率为14 wb电动机两端的电压为7.0 vc电动机产生的热功率为4.0 wd电源输出的功率为24 w答案：b5两根材料相同的均匀导线a和b，其长度分别为l和2l，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图3所示，则a和b导线的横截面积之比为()a23b13c12d31答案：b 6在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图4所示。电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合s，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a电珠l不亮；电流表示数几乎为零b电珠l亮度增加；电流表示数增大c电珠l开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d电珠l不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述abcd四种现象对应的电路序号为()a bc d答案：a7标有“8 v6.4 w”和“8 v20 w”字样的l1、l2两只灯泡连接在如图所示的电路中，c点接地。如果将电路中l1、l2两灯的位置互换，则() ab点电势升高 bb点电势降低c两灯的亮度不变 dl1灯变暗，l2灯变亮答案：ac8如图所示，闭合开关s后，a灯与b灯均发光，当滑动变阻器的滑片p向左滑动时，以下说法中正确的是()aa灯变亮bb灯变亮c电源的输出功率可能减小d电源的总功率增大答案：ac9如图所示，直线a为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线b为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线c为一个电阻r的两端电压与电流关系的图像。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，电源的效率较高cr接到a电源上，电源的输出功率较大dr接到b电源上，电源的输出功率较大 答案：bc10我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10ma时(设电子的速度是3107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量e1.61019c)()a51011b51010c1102 d1104 答案：a_1.(多选)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r0。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所带的电量都增加答案：bd2有一个电动势为3 v、内阻为1 的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 w，且使该电源的效率大于50%的是()a0.5 b1 c1.5 d2 答案：c3.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电源的效率增大答案：b4某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑