第8 闭合电路欧姆定律.docx

第8讲 闭合电路欧姆定律一基础知识一、电动势1电源定义：把 能转化为 能的装置。 电源的作用：保持两极间有一定 ，供给电路 。2电动势的含义：描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源 时两极间电压。用符号E表示。单位为 （1）电动势由电源自身决定，与外电路 关（2）电源的电动势等于内、外电路上的电压之和，关系式为 E= 二、闭合电路欧姆定律1闭合电路欧姆定律：电路中的电流和电源 成正比，跟电路中的 成反比。 表达式为：I= 闭合电路欧姆定律表达式还有：E=U+U、E=IR+Ir及U=E-Ir2讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律如图所示电路。闭合电键，改变滑线变阻器阻值，使R逐渐减小，对应伏特表读数U逐渐 ，U的理论变化范围为 。原因：电源存在 ，随着R变小，电流 ，电源内阻消耗的电压U ，外电路电电压U 。U=I1RU内=I1rUr=0I1OEIRI，U、U当R时，I= 、U= 、U= （断路时）RI，U、U当R=0时，I=（短路电流强度）U= 、U= 3在闭合电路中的能量转化关系电源总功率（电路消耗总功率）：P总= 外电路消耗功率（电源输出功率）：P出= 内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内= 纯电阻电路中，电源输出功率随外电路电阻变化关系：o RP出PmrP出=UI=R=R讨论该函数极值可知，当R= 时，输出功率有极大值：P出= ，电源输出功率与外阻关系图象如图所示，Rr时，随R增大输出功率 ，R=r输出功率 ，Rr时，随R增大，输出功率 。二典型例题2AR1R21S例1 如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10，R2=8当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A所以只能选C。例2在图示的电路中，若R1=4，R3=6，电池内阻r=0.6，则电源产生总功率为40W，而输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2解：根据题目给出条件可知：电源内电路发热功率I2r=4037.6=2.4W 电路电流强度I=2A 电源产生总功率：I=40 =20V 外电路总电阻： R= 根据闭合电路欧姆定律=IR+Ir=2（2.4+R2）+20.6=20，解得 R2=7例3如图所示电路，电源的内阻r=0.4，电阻R1=R2=R3=4，开关S合上时，电流表A的示数为1.5A，电压表V的示数为2V，求开关S断开后电压表V的示数。（电压表和电流表内阻的影响不计） 解答：闭合时： U3I3R314=4（V） U4=U3-U2=4-2=2（V） I4=I1I2=1（A） E=U3（I3I4）r=4（11）0.4=4.8（V） S断开时： 例4电源由6个电动势E0=1.5V，内电阻r0=0.1的电池串联而成，R1=4.4，R2=6，R2的额定功率为3.84W，变阻器R3开始放在阻值12处，求：（1）通过电阻R2的电流和此时电源的输出功率；（2）若要使R2消耗的实际功率不超过它的额定功率，R3的阻值应取什么范围？解答：（1）E=61.5=9（V） r=60.1=0.6（） P出=IE-I2r=I2R=128.4=8.4（W） （2） 设R2消耗为额定功率时，R3实用阻值为x 故 R3应小于等于120。 三练习1如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的IU图象，则下述说法正确的是（ ）A电动势E1=E2，发生短路时的电流强度I1I2 B电动势E1=E2，内阻r1r2 C电动势E1=E2，内阻r1r2 D当两个电源工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大2关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（ ） A电流总是由高电势流向低电势 B电源短路时，电路电流为无穷大，路端电压为零 C外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零 D外电路总电阻值增大时，路端电压也增大3如图，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时（ ）PBRAA、通过电源的电流减小B、电阻R中的电流减小C、电灯A将变暗一些D、电灯B将变暗一些4如图电路中，电阻R1=10，R2=8，电源内阻r0当S接R1时，电压表示数为2V，当S接R2时，电压表示数可能为 ( )A2.2V B1.9VC1.6V D1.3VAB05、如图所示，直线A和B分别为电源a、b的路端电压和电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia、Ib，则（ ）A、ra=rb,Ia=Ib B、rarb,IaIbC、rarb,Ia=Ib D、rarb,IaIb6.如图所示，电池组的电动势为，内电阻为r，R0为定值电阻，R为变阻器，已知R0r.为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到().(A)R0(B)R0r(C)R0r(D)07.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线，则当通过电源的电流为1A时，该电源的输出功率为() (A)1W(B)3W(C)2W(D)2.5WR1R2r8、如图所示的电路中，电源电动势为12V，内电阻为1，R1=1，R2=6，电动机线圈电阻为0.5，若开关闭合后通过电源的电流为3A，则R1上消耗的电功率为_W，电动机消耗电功率为_W9如图所示，E=10V，R1=4W，R2=6W，C=30F，电池内阻可忽略。（1）闭合开关K，求稳定后通过R1的电流；（2）然后将开关K断开，求这以后流过R1的总电量。R1R2R310如图所示的电路中，R1=3.5,R2=6,R3=3，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.7V；当开关S闭合时，电压表示数为3.5V，求电源的电动势和内电阻11如图所示电路中，电源电动势=18V，内阻r=1，外电路中电阻R2=5，R3=6，平行板间距d=2cm，当滑动变阻器的滑动头P位于中点时，电流表的示数为2A，平行板间静止悬浮着一个电量q=810-7C带负电的微粒试求（1）滑动变组器R1的总阻值；（2）微粒的质量；（3）上、下调节滑动头P时微粒的最大加速度12如图所示，电阻R34 ，电表为理想表开始时R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为2 V，电流表示数为0.75 A后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2 V，电流表示数变为0.8 A（1）哪个电阻断路？（2）求电阻R1、R2的阻值各为多少？（3）电源电动势和内阻各为多少？13如图10220所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R35 ，电源的内电阻r1 ，当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W此时电灯R1正常发光，求：（1）电灯阻值R1是多少?（设R1阻值恒不变）（2）当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?14如所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，R1、R2、R3、R4的电阻均为3 ，（1）若在a、图10220b两点间接上理想的电压表，其示数多大？（2）若在a、b两点间接上理想的电流表，其示数又是多大？15.如图所示电路中，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. 16.如图所示为一由双刀双掷电键S、两节干电池(每节干电池的电动势=1.5V，内阻r=1)和一个小灯泡(额定电压为2.5V，额定电流为0.15A)组成的电路，那么:(1)当触刀掷向a、b时(a和e、d接通，b和f、c接通)，两个电池是怎样连接的?小灯泡消耗的功率是多少?(2)当触刀掷向c、d时，两个电池是怎样连接的?小灯泡消耗的功率是多少? 17.某电炉在额定电压下的电功率为P0=400W，电源在不接负载时的路端电压与电炉的额定电压相同.当把电炉接到该电源时，电炉实际消耗的功率为P1=324W.若将两个这样的电炉并联接入该电源，那么两个电炉实际消耗的总功率P2为多少?18直流发电机=250 V，r=3 ，两条输电线电阻R1=R2=1 ，并联的电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的