第七节 闭合电路欧姆定律 第二课时

2.7闭合电路欧姆定律

（第二、三课时）路端电压跟负载的关系思考：当滑动变阻器的滑片由a向b移动时,电流表和电压表示数如何变化?

R↑R总Ｉ总Ｕ外电流表示数减小电压表示数增大Ｕ外＝Ｅ－Ｉr↑↓↑１、如图电路：R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小三、路端电压跟负载（外电阻）的关系路端电压:闭合电路欧姆定律:外电路两端的电压叫路端电压．２、两个特例：（2）外电路短路时（1）外电路断路时E、rAVE、rAV断路时的路端电压等于电源电动势说一说:一些同学可能有这样的经验：傍晚用电多的时候，在插上电炉、电热水壶等用电多的电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上又变亮起来。在一些供电质量不太好的地区更为严重。尝试去解释一下这种现象。设置情景:设电源的电动势E=3V，内阻r=2Ω。请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系的函数图像。U/VI/ＡO讨论：1、外电路断开的状态对应于图中的哪一点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系？E=３v三、路端电压跟负载（外电阻）的关系设置情景:设电源的电动势E=3V，内阻r=2Ω。请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系的函数图像。U/VI/ＡOE=３v讨论：2、电动势E的大小对图像有什么影响？在纵轴上的截距表示电源的电动势E．

三、路端电压跟负载（外电阻）的关系设置情景:设电源的电动势E=3V，内阻r=2Ω。请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系的函数图像。U/VI/ＡOE=３vI短＝１.５Ａ讨论：3、电源短路的状态对应于图中哪一点？怎么样读出这时电流大小？在横轴上的截距表示电源的短路电流三、路端电压跟负载（外电阻）的关系设置情景:设电源的电动势E=3V，内阻r=2Ω。请根据路端电压与电流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I关系的函数图像。U/VI/ＡOE=３vI短＝１.５Ａ讨论：4、r的大小对图像有什么影响?

图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．三、路端电压跟负载（外电阻）的关系３、电源的外特性曲线

——路端电压U随电流I变化的图象．

(1)图象的函数表达

②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．

(2)图象的物理意义UIOEI短θ三、路端电压跟负载（外电阻）的关系0.51、如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图象,由图象可知,该电源的电动势为

V,内阻为

ΩU/VI/AO1232463课堂练习ABUIO12A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E1>E2,r1>r2C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等D.E1>E2,r1<r2课堂练习2、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r1和r2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示,可以判定()3、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是（）A.电动势E1=E2，短路电流I1>I2B.电动势E1=E2.内阻r1>r2C电动势E1>E2，内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大OUI12AD课堂练习4、如图所示，当滑动变阻器的滑动点P向右移动时，电流表、电压表的示数将如何变化？E、rR1AVR2R3P课堂练习电流表的示数增大电压表的示数减小电路动态分析分析方法：串反并同5、A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A、A、B灯都变亮B、A、B灯都变暗C、A灯变亮，B灯变暗D、A灯变暗，B灯变亮B课堂练习V1示数增大V2示数增大A示数减小课堂练习6、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?7、在如图电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是（）A、U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．B、U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．C、U2/I变大，ΔU2/ΔI不变．D、U3/I变大，ΔU3/ΔI不变．课堂练习ACD四、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，得：1．电源提供的功率（电源功率）：

2．电源的输出功率（外电路得到的功率）

3．电源内阻上的热功率

说明：外电路可以是任何电路。4.供电效率:η=P出/P总＝U外/E讨论：滑片从a移动到b的过程中，何时电源的输出功率最大？电源的总功率和内电阻消耗的功率与电流的关系1、电源的总功率OP总Iα.MP0I0（1）条件：E、r一定（2）规律：①公式表述：②文字表述：电源的总功率与电流成正比。③图像表述：过原点的直线，斜率表示电动势。2、电源内电阻消耗的功率（1）条件：E、r一定OP内IMI0P0（2）规律：①公式表述：②文字表述：电源内阻消耗的功率与电流的平方成正比。③图像表述：过原点的抛物线。例1:如图所示直线OAC某一直流电源的总功率P总随电流I的变化图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I的变化图线，A、B两点的横坐标都是2A，那么I=2A时电源输出功率及外电阻分别是（）A．2W，0.5ΩB．4W，2ΩC．2W，1ΩD．6W，2ΩAOP/WI/A32P内P总19ABC电源的输出功率与外电阻的关系1、条件：

（1）纯电阻电路，（2）E、r一定，（3）

R是外电路的总电阻，（4）R是变化的（自变量）。2、规律：推导方法（1）配方法；（2）均值不等式（1）公式表述：（2）图像表述：②当R=r时，电源输出功率最大RP出PmrP0R1R2O③当时，电源的输出功率相等。最大输出功率①当R=0即电路短路和R=∞即电路断路两种情况下，电源的输出功率均为零。④当R∈（0，r）是增函数；当R∈（r，∞）是减函数；例2:如图所示的电路,电源的电动势E=9.0V，内电阻r=2.0Ω，定值电阻R1=1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0--10Ω范围内调节。（1）R2取何值时，电源的输出功率最大？（3）R2

取何值时，R1消耗的电功率最大？（2）R2取何值时，R2

消耗的电功率最大？R2R1Er1、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效率才50%。2、模型化归：研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值电阻看作内阻。例3:某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．为使电源输出功率最大，可采用的接法是（）A．将R1单独接到电源两端B．将R2单独接到电源两端C．将R1、R2串联后接到电源两端D．将R1、R2并联后接到电源两端024312R2R16U/VI/A解：由图线得:R1=0.5Ω,R2=1Ω,

电源内阻r=0.5Ω为使电源输出功率最大，应使R=r，选项A正确。A电源的效率与外电阻的关系1、条件：纯电阻电路，E、r一定2、规律：（3）图像表述：（1）公式表述：（2）文字表述：电源的效率随着外电阻的增大而增大。ORηrM10.53、几种特殊情况：（1）断路：R=0η=0R=∞η=100%（2）短路：（3）最大输出功率R=rη=50%4、说明：该规律与路端电压与外电阻关系如出一辙。例4:如图所示直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V246BA3210解:由图线可知R=1Ω,E=3Vr=0.5Ω虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率P出=4WP总=EI=6WD本题主要考查导体的U-I图像与电源的U-I图像的区别以及在同一坐标系中交点的含义。图线A、B,的交点即为此时电路的工作状态。从交点的横、纵坐标可读出此时工作电路中的总电流和路端电压。虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率。五、电路故障分析例题1：如图所示电路中白炽灯A、B不亮，但电路中只有一处断开，今用电压表测得：Uab=0，Uac=6V，Ubd=6V，Ucd=0。则可知（）

A．B灯断B.A灯断C.R断D.电源断1、给定测量值，分析推断故障

C例题2：如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（）（A）R1断路（B）R2断路（C）R3短路（D）R4短路2、根据观察现象，分析推断故障

A3、根据故障，分析推断可能观察到的现象例题3：如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路,已知U不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化？A灯变亮B灯变暗六、含有电容器的直流电路电容器是一个储能元件，在直流电路中，当电路稳定后，电容器相当于一个阻值无限大的元件，含有电容器的支路看作断路，关于电路中电容器的考查常见以下几方面：（一）考查电容器所带电荷量例1：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R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1R1

R3R2ECABBCCCR1R2R3CD1、如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中正确的有（）A、C1的电量增多，C2的电量减少B、C1的电量减少，C2的电量增多C、C1、C2的电量都增多D、C1、C2的电量都减少D课堂训练（二）考查电路变化后流过用电器的电荷量例2：如图2所示电路中R1=R2=R3=8Ω，电容器电容C=5μF,电源电动势E=6V，内阻不计，求电键S由稳定的闭合状态断开后流过的电荷量．解析：电键闭合时电路结构为R1和R2串联后与R3并联，电容器并在R2两端，电源内阻不计，由串联正比分压得U2＝3V，b板带正电，电荷量Q2＝CU2；电键断开后电路结构为R1和R2串联，电容器通过R3并在R1两端，则电容器两端电压为U1＝3V，b板带负电，电荷量Q1＝CU1;所以电键断开后电容器通过R3先放电后反向充电，流过R3的电荷量为两情况下电容器所带电荷量之和ΔQ=Q1+Q2注意：求电路变化后流过用电器的电荷量的问题，一定要注意同一极板上所