闭合电路欧姆定律

1、 闭合电路欧姆定律专题在闭合电路中，电源的电动势在闭合电路中，电源的电动势E等于内外等于内外电路上的电势降落电路上的电势降落U内内、U外外之和。之和。E rEUIr RIEU外外U内内其他形式其他形式电势能电势能把其它形式的能把其它形式的能标标转化成电势能转化成电势能qW欧姆定律的五种表达式欧姆定律的五种表达式(4)Eq=qU外外+qU内内 能量形式能量形式(5)IE=IU外外+IU内内 功率形式功率形式 电流形式电流形式 外电路外电路为纯电阻为纯电阻电压形式电压形式 适用任何外电路适用任何外电路(2)E=U外外+U内内 (3)U端端EIr(1)I=E/R+r 1 1、电源的输出电流与外电路、

2、电源的输出电流与外电路电阻关系（电阻关系（I-RI-R图）图）r r+ +R R= =I IE电源电源的工作的工作特性特性 (2)R外外减小，减小，I变大变大 当当R外外0时，时，IE/r(最大最大)。 这就是这就是电源被短路电源被短路现象现象，是不允许，是不允许出现出现的的。 (1)R外外增大，增大，I变小变小 当当R外外时，时，I0Ur0 U内内 =0IOEU内内IrUIR2、电压与电流关系图（、电压与电流关系图（U-I像）像）（1 1）斜率斜率？（2 2）U U轴轴截距截距？（4 4）图线与两轴所）图线与两轴所围的三个面积围的三个面积？（3 3）I I轴截距为轴截距为短/IErUEIr电

3、路中三种电路中三种u-I图像的对比图像的对比全电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的图像全电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的图像利用利用y=kx和和y=kx+b，分别分析三种图像的，分别分析三种图像的斜率和截距的含义斜率和截距的含义U3路端电压路端电压U和外电阻和外电阻R关系（关系（U-R图）图） 规律规律（1）R增大，增大，U变大变大 当当R(断路断路)时，时，UE(最大最大)（2）R减小，减小，U变小变小 当当R0 (短路短路)时，时，U0(最小最小)E EE E R RE Eu u = = E E - - I Ir r = = E E - -r r = = =r rR R + + r rR R

4、+ + r r1 1 + +R R4四四种功率：种功率： 电源总功率电源总功率 P总总IE (消耗功率消耗功率) 输出功率输出功率 P输出输出IE- I2r (外电路功率外电路功率) 电源损耗功率电源损耗功率 P内损内损I2r (内电路功率内电路功率) 线路损耗功率线路损耗功率 P线损线损I2R线线 (输电线上的功率输电线上的功率)电源电源U-I图中图中的功率关系：的功率关系：P-I图的功率关系图的功率关系三个面积表示三个功率三个面积表示三个功率5 5、电源的输出电源的输出功率功率P P与与外电路外电路电阻电阻R R的关系（的关系（P-RP-R图）图）输输2 22222出出2 2EEEEP=

5、IR = () R =P= IR = () R =R + rR + r(R - r)(R - r)+ 4r+ 4rR R当断路时：当断路时：当短路时：当短路时：当当R R外外r r时时：此时电源效率：此时电源效率：0, 0 出出端端PU0, 0 出出PI2外出出max外出时,随，先后4时,随,RrRPEPrRrRP50%IURIERrE E1212r =R Rr =R R从图像可以看出，同一个输出对应两个外电阻从图像可以看出，同一个输出对应两个外电阻R1 R2关系关系E E6、电源的电源的效率效率（1）电源的输出功率与总功率的比值叫电源的效率。（2）当外电阻R越大时，电源的效率越高 当电源的输

6、出功率最大时，50%外1100%()1PIUIRrPIEI RrRUr0IOEU内内IrUIR对比对比:电源的输出功率最大电源的输出功率最大与效率最高的条件不同与效率最高的条件不同7、从能量守恒的角度理解闭合电路欧姆定律、从能量守恒的角度理解闭合电路欧姆定律(1)闭合电路中的能量转化与守恒闭合电路中的能量转化与守恒 W非非 = qEqU外外qU内内 在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电电量时，电源提供的电能。量时，电源提供的电能。(

7、2)闭合电路中的功率守恒闭合电路中的功率守恒 EIU外外IU内内I EII2RI2r说明了电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上说明了电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能，另一部分消耗在内阻上，转，转化为其他形式的能，另一部分消耗在内阻上，转化为内能。化为内能。D答案：答案：D思考思考如图所示，直线A、B为电源a、b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象将电阻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

8、发热功率和电源的效率都 较高C（面积）例例1如如图电路图电路中中E=3v，r1，Ro= 2，变阻器的最大阻值，变阻器的最大阻值R10。1、在、在R=？时，电源的输出功率最大？时，电源的输出功率最大？2、在、在R=？时，电阻？时，电阻R消耗的功率最大？消耗的功率最大？3、在、在R？时，电阻？时，电阻R0消耗的功率最大？消耗的功率最大？4、在、在R=?时，电源的效率最高？时，电源的效率最高？例2电动势为E，内阻为r 的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示。设R0=r，Rab=2r，当变阻器的滑片自a 端向b 端滑动时，下列各物理量中随之减小的是（ ）A、电池的输出功率B、变阻器消耗的功率C

9、、固定电阻R0上消耗的功率D、电池内阻上消耗的功率E rR0RabB例3在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示则( )A图线A是电压表V2示数随电流变化的图线B电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为3.6 WD滑动变阻器R2的最大功率为0.9 WADU/VI/AO乙2460.20.40.6ABUIO12例例4如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的UI图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出

10、功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（ ）A、P1=P2B、R1R2C、P出1P内2若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（ ）ACDBC例例5某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系中，如图中的a、b、c所示以下判断错误的是( )A直线a表示电源的总功率B曲线c表示电源的输出功率C电源的电动势E3 V，内电阻r1 D电源的最大输出功率Pm9 WD例例6如如图所示的电路中，电源电动势图所示的电路中，电源电动势为为12 V，内阻为，内阻为1 ，R11 ，R26 ，电动

11、机电动机线圈电阻为线圈电阻为0.5 .若开关闭合若开关闭合后后通过通过电源的电流为电源的电流为3 A，则，则R1消耗消耗的的电功率为多少瓦？电动机电功率为多少瓦？电动机消耗的消耗的功率为多少瓦？功率为多少瓦？答案：答案：9W 12W思路点拨思路点拨：物体匀速上升时功率为电物体匀速上升时功率为电动机的机械功率动机的机械功率；较短时间为了让电动机不被烧坏较短时间为了让电动机不被烧坏；电动机所在电路为非纯电阻电路电动机所在电路为非纯电阻电路答案：B.例8如图所示，直线a为电源的IU图线，曲线b为灯泡电阻的IU图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A1.6 W,2

12、 W B1.6 W,6.4 WC2 W,2 W D2 W,6.4 W解析：由IU图线知，电源电动势为8 V当该电源和灯泡组成闭合电路时，据图线交点可知，电源输出功率应是灯泡的消耗电功率PUI1.6 W电源总功率为P总EI6.4 W，B正确正确B例例9如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电池充电下列说法不正确的是( )A电能转化为化学能的功率为0.12 WB充电器输出的电功率为0.14 WC充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储蓄在电池内解：充电器对电池的充电功率为P总UI0.14 W电池充电时的热功率为P热I2r0.0

13、2 W所以转化为化学能的功率为P化P总P热0.12 W因此充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内，故A、B、C正确，D错误错误D练习练习如图，如图，电路中电池的电动势电路中电池的电动势E5 V，内电阻，内电阻r10 ，固定，固定电阻电阻R90 ，R0是可变电阻，在是可变电阻，在R0从从0增加增加到到400 的过程中，的过程中，求求：(1)可变电阻可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率；上消耗功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的内电阻电池的内电阻r和固定电阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和；上消耗的最小热功率之和；(3)电池的最大输出功率及此时电源的效率电池的最大输出功率及此时电源的

14、效率思路：思路：分析分析R0上消耗电功率最大值时，可将上消耗电功率最大值时，可将R看作电源内阻的一部看作电源内阻的一部分，即有等效电源内阻分，即有等效电源内阻rrR.然后利用电源有最大输出然后利用电源有最大输出功率的条件进行求解功率的条件进行求解祝同学们学习愉快练习练习在在图电路中，图电路中，直流发电机直流发电机E=250V，r3：R1R2=1，电热器，电热器组中装有组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为 200V，额定功率为额定功率为1000W，其它电阻不计，其它电阻不计，不计，不计电热器电阻随温度的变电热器电阻随温度的变化问：化问：

15、 （1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？（3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？（4）当接通几只电热器时，电阻）当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？上消耗的功率最大？（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？练习练习有一家用电熨斗,其电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低 中

16、 高三个不同的温度挡,图乙是它的四种不同的连接方式,其中能获得高挡温度的是( )1111D练习练习某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )A. 6.48103 W，1.94102 WB. 1.8 W，5.410-2 WC. 0.6 W，1.810-2 WD. 3.6 W，0.108 W C练习练习如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则( )

17、A. 当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B. 当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C. 工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D. 工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端 BD练习练习在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为( )A32 W B44 WC47 W D48 W A练习练习某家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗，车主

18、将汽车启动时的电路图进行整理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示经测量，S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为10 A，S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为70 A，电源的电动势为13 V，内阻为0.1 .若电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，则S1、S2均闭合时，车灯的功率为( )A90 W B30 W C60 W D120 WB练习练习将规格为“6 V，6 W”和“6 V，4 W”的A灯和B灯接入电压为12 V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图所示的四种接法最合理的是()D练习练习如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为1，R11，

19、R26，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消耗的电功率为_ W，电动机消耗的功率为_ W. 9 12练习练习如如图所示的电路中，定值电阻图所示的电路中，定值电阻R=3 ，当开关，当开关S断开时，电源内、外电路断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为消耗的功率之比为13；当开关；当开关S闭合闭合时，内、外电路消耗的功率之比为时，内、外电路消耗的功率之比为11.求开关求开关S闭合前和闭合后，灯泡闭合前和闭合后，灯泡L上消耗上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）的功率之比（不计灯泡电阻的变化） 练习练习在在如图所示的电路中，如图所示的电路中，R1=2 ，R2=R3=4 ，

20、当电键，当电键K接接a时，时，R2上消上消耗的电功率为耗的电功率为4 W，当电键，当电键K接接b时，时，电压表示数为电压表示数为4.5 V，试求：（，试求：（1）电）电键键K接接a时，通过电源的电流和电源两时，通过电源的电流和电源两端的电压；（端的电压；（2）电源的电动势和内电）电源的电动势和内电阻；（阻；（3）当电键）当电键K接接c时，通过时，通过R2的电的电流流. 练习练习如如图所示，直线图所示，直线A为电源的为电源的UI图图线，直线线，直线B为电阻为电阻R的的UI图线，用该图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是出功率和电路

21、的总功率分别是（ ）A4 W、8 WB2 W、4 WC4 W、6 WD2 W、3 W 练习练习已知已知如图，如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是的变化范围是010。求。求：电源的最大输出功率电源的最大输出功率；R2上消耗的最大功率上消耗的最大功率； R1上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 C C2.25 1.5 62.25 1.5 6练习练习如图，如图，直线直线OAC为某一直流电源的为某一直流电源的总功率总功率P总总随电流随电流I变化的图线变化的图线.抛物线抛物线OBC为同一直流电源内部热功率为同一直流电源内部热功率Pr随电随电流流I变化的图线变化的图线.若若A、B的横坐标

22、为的横坐标为1 A，那么那么AB线段表示的功率等于（线段表示的功率等于（ ）A1 W B3 W C2 W D2.5 W C C练习在如图所示图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图象直线为某电阻R的伏安特性曲线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知不正确的是()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为2 WD电源的效率为66.7%C在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和2

23、4.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为()A32 W B44 WC47 W D48 WA某某家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗，车主将汽车启动时的电路图进行整机启动时车灯会瞬时变暗，车主将汽车启动时的电路图进行整理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示经测量，理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示经测量，S1闭合、闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为断开的情况下，电流表的示数为10 A，S1、S2均闭合均闭合的情况下，电流表的示数为的情况下，电流表的示数为70 A，电源的电动势为，电源的

24、电动势为13 V，内阻，内阻为为0.1 .若电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，则若电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，则S1、S2均闭合时，车灯的功率为均闭合时，车灯的功率为()A90 W B30 W C60 W D120 WB练习练习如图所示，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的两端电压与电流的关系图象将这个电阻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C

25、如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则()AR1接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高CR1接在电源上时，电源的输出功率大D电源的输出功率一样大一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：质量为M70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的0.020倍若取g10 m/s2，那么在此人行驶的过程中，求：(结果保留两位有效数字)(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率有多高？(2)在电动机以额定功率提供动力的情况下，此人骑车行驶的最大速度为多大？

26、(3)假设电动机正常工作时，损失的功率有80%是由于电动机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大？答案：(1)87%(2)5.5 m/s(3)1.0 在如图所示电路中，已知电源电动势E3 V，内电阻r1 ，R12 ，滑动变阻器R的阻值可连续增大，求：(1)当R多大时，R消耗的功率最大，最大功率为多少？(2)当R多大时，R1消耗的功率最大，最大功率为多少？答案：(1)3 0.75 W(2)02 W51如图所示，直线如图所示，直线A为电源的为电源的UI图线，图线，直线直线B为电阻为电阻R的的UI图线，用该电源图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功和电阻组成闭合电路时，电源的输出功

27、率和电路的总功率分别是率和电路的总功率分别是（ ）A4 W、8 WB2 W、4 WC4 W、6 WD2 W、3 W 已知如图，已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是的变化范围是010。求：电源的最大。求：电源的最大输出功率；输出功率；R2上消耗的最大功率；上消耗的最大功率； R1上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 52练习练习如如图所示，直线图所示，直线OAC为某一直流电为某一直流电源的总功率源的总功率P总总随电流随电流I变化的图线变化的图线.抛物抛物线线OBC为同一直流电源内部热功率为同一直流电源内部热功率Pr随随电流电流I变化的图线变化的图线.若若A、B的横坐标为的横

28、坐标为1 A，那么那么AB线段表示的功率等于（线段表示的功率等于（ ）A1 W B3 W C2 W D2.5 W 某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源。当S置于位置1时，以下判断正确的是( )A. 含L支路的总功率较另一支路的大B. L的功率小于额定功率C. L1亮,其功率等于额定功率D. L2亮,其功率等于额定功率B返回返回1如图如图824为小灯泡的为小灯泡的UI图线，若将该小灯泡与一图线，若将该小灯泡与一节电动势节电动势E1.5 V，内阻，内阻r0.75 的干电池组成闭合电的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功

29、率分别接近以路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据下哪一组数据 ()图图824返回返回A1.5 W1.0 WB0.75 W0.5 WC0.75 W0.75 WD1.5 W0.75 W返回返回解析：解析：在题图中作出电源的外电压和电流的关系图像，即在题图中作出电源的外电压和电流的关系图像，即U1.50.75I的图像，两图像的交点就是电源和小灯泡构成的图像，两图像的交点就是电源和小灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流。图像交点坐标是闭合回路时的路端电压和电流。图像交点坐标是(1.0,0.75)，电源的总功率电源的总功率P总总IE11.5 W1.5 W，灯泡的实际功率，灯泡的实际功率P