第1节闭合电路欧姆定律

第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第1节闭合电路欧姆定律 一 闭合电路 用导线把电源 用电器连成一个闭合电路 外电路 电源外部的用电器和导线构成外电路 内电路 电源内部是内电路 闭合电路 部分电路 内电路 外电路 电源是一种把其他形式的能转化为电能的装置 什么是电源 当开关打开时 伏特表读数与电源电动势有什么关系 当开关闭合时 两者还相等吗 一 电动势 E 1 大小 在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压 2 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 由电源本身决定 3 单位 伏特 V 4 电动势是标量 U外 IR U内 Ir E U外 U内 闭合电路欧姆定律 对纯电阻电路 E IR Ir 适用条件 外电路是纯电阻电路 内容 流过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 例1如图所示电路 电源电动势为1 5V 内阻为0 12 外电路的电阻为1 38 求电路中的电流和路端电压 解 由题意知 电源电动势E 1 5V 外电阻R 1 38 内阻r 0 12 由闭合电路欧姆定律得 路端电压为U IR 1 1 38V 1 38V 例一 如图 R1为9欧姆 R2为5欧姆 当单刀双掷开关S扳到位置 1 时 电压表示数为2 70V 当开关扳到位置 2 时 电压表示数为2 50V 求电源的电动势和内电阻 V R1 R2 S E r E 3V r 1欧姆 1 2 问题 什么叫做路端电压 外电路两端的电压 由闭合电路欧姆定律得 将 代入上式得 当外电阻增大时 电路中电流减小 路端电压增大 当外电阻减小时 电路中电流增大 路端电压减小 U外 IR外 R外 当外电路断开时 R外 U外 E 当外电路短路时 R外 0 U外 0 很大 一般情况下不允许外电路短路 路端电压随电流变化的U I图像 图线与纵坐标交点表示电路断开情况 交点的纵坐标为电源电动势E 图线与横坐标交点表示外电路短路情况 交点横坐标为短路电流I短 E r 图线斜率值 tan 表示电源的内电阻r U I U E Ir知 U是I的一次函数 例2如图所示 电源电动势为E 内电阻为r 当滑动变阻器的滑片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 U1 U2 解析 滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时 总电阻减小 总电流增大 路端电压减小 与电阻串联的灯泡L1 L2的电流增大 灯泡变亮 与电阻并联的灯泡L3电压降低 灯泡变暗 因为U1减小 U2增大 而路端电压U U1 U2减小 所以U1的变化量大于U2的变化量 答案 BD 四 电源的三个功率以及关系 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是一定值电阻的伏安特性曲线 将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路 若已知该蓄电池组的内阻为2 0 则这个定值电阻的阻值为 现有4个这种规格的定值电阻 可任意选取其中的若干个进行组合 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 解析 由题图读出交点的电压U 15V 电流I 2 5A 图线b的斜率k 6 则定值电阻的阻值R k 6 根据闭合电路欧姆定律得 电源的电动势E U Ir 15V 2 5 2V 20V根据数学知识得到 当外电阻等于电源的内阻时 输出功率最大 则有输出功率的最大值为Pm I2R 2r 50W答案 650 电源 将其他形式的能转变为电能 保持导体两端有持续的电压 电动势 电源没有接入电路时两极间的电压 外电路 电源外部的电路 包括用电器 导线等 外电阻 外电路的总电阻 内电阻 内电路的电阻 通常称为电源的内阻 内电路 电源内部的电路 闭合电路欧姆定律 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 公式 适用条件 外电路是纯电阻的电路 路端电压U与外电阻R的关系 1 如图为两个不同闭合电路中不同电源的U I图像 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I1 I2B 电动势E1 E2 内阻r1 r2C 电动势E1 E2 内阻r1 r2D 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 答案 AC 2 如图 A B两灯电阻相同 当滑动变阻器的滑片P向下滑动时 A 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 答案 CD 3 2013 上海高考 如图 电路中三个电阻Rl R2和R3的阻值分别为R 2R和4R 当电键S1断开 S2闭合时 电源输出功率为P0 当S1闭合 S2断开时 电源输出功率也为P0 则电源电动势为 当S1 S2都断开时 电源的总功率为 解题指南 解答本题时应注意理解以下两点 1 电键的断开 闭合 改变了电路的结构 2 用闭合电路欧姆定律求电流 解析 当电键S1断开 S2闭合时 电路中电流I1 E R r P0 I12R E2R R r 2 当S1闭合 S2断开时 电路中电流I2 E 4R r P0 I224R E24R 4R r 2 联立解得 r 2R 当S1 S2都断开时 电路中电流I3 E 7R r 电源的总功率为P EI3 P0 答案 P0 4 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 1WB 3WC 2WD 2 5W 答案 C 5 如图 已知E 6V r 4 R1 2 R2的变化范围是0 10 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 解析 R2 2 时 外电阻等于内电阻 电源输出功率最大 为2 2