2025年新高二物理暑假衔接第11讲 闭合电路的欧姆定律（学生版）-新高二物理暑假衔接（人教版）

第11讲闭合电路的欧姆定律1.能应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算。2.弄清路端电压与负载关系。3.弄清闭合电路中的功率和效率一、电动势:1.定义:在电源内部,非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值。2.公式:E=3.单位:伏特,简称:伏,符号:V。4.物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量。二、闭合电路欧姆定律1.闭合电路的能量:(1)在电源内部,因非静电力做功,将其他形式的能转化为电能,大小为:W=EIt。(2)电流通过内阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q内=I2rt。(3)电流通过外电阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q外=I2Rt。2.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)表达式:I=。(3)适用条件:外电路为纯电阻电路。三、路端电压与负载的关系1.负载和路端电压:负载是外电路中的用电器,路端电压是外电路的电势降落。2.路端电压U与电流I的关系:(1)路端电压U与电流I的函数关系式:U=E-Ir。(2)U-I图像:如图所示,该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。3.路端电压与外电阻的关系:当R增大时,路端电压U增大,当R减小时,路端电压U减小。4.两种特殊情况:(1)当外电路断路时,外电阻R为无穷大,I为零,Ir也为零,可得U=E,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。(2)当外电路短路时,外电阻R=0,此时电路中的电流最大,即Im=,路端电压为零。四、闭合电路中的功率和效率1．当外电路为纯电阻电路时，各部分功率关系分析如下由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2req\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(P电源＝EI,P外＝I2R,P内＝I2r))2．电源的输出功率：当外电路为纯电阻电路时讨论如下(1)电源的输出功率P出＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝eq\f(E2,4r)(2)P出与外电阻R的函数关系图象图象分析eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R<r时，R越大，P出越大,R＝r时，P出＝\f(E2,4r)，为最大值,R>r时，R越大，P出越小))(3)电源的效率η＝eq\f(P出,P)＝eq\f(IU外,IE)＝eq\f(U外,E)＝eq\f(IR,IR＋r)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))可见，外电阻R越大，电源的效率越高．考点一：电动势【例1】如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（）A．电池短路时，该电池输出的电流为9AB．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9VD．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能考点二：闭合电路欧姆定律【例2】多选）在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻的图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡的曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为，该点的切线与横轴交点坐标为，用该电源直接与电阻或小灯泡连接成闭合电路，由图像可知（）A．电源电动势为，内阻为B．为定值电阻，其阻值为C．接入电源时的电阻为D．接入电源时电源的输出功率大于接入电源时电源的输出功率考点三：闭合电路中的功率和效率【例3】如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（）A．电动机两端的电压为1.5VB．电路中的电流为0.5AC．电动机的输出功率为2.15WD．电源的总功率为0.25W1.（2020·北京·高考真题）图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系2．（2020·江苏·高考真题）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（）A．车灯的电流变小 B．路端电压变小C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大3．（2020·浙江·高考真题）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（

）A．通过的电流增大B．两端的电压增大C．阻值增大为原来的1.2倍D．电功率增大为原来的1.44倍4..（2019·江苏·高考真题）如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω5.（2016·全国·高考真题）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为与的比值为A． B． C． D．1．有关电压和电动势的说法中错误的是（）A．电压和电动势的单位都是伏特，故电动势与电压是同一物理量B．电动势公式中的W与电压中的W是不同的，前者为非静电力做功，后者为静电力做功C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量D．断路时的路端电压等于电源的电动势的大小2．下列有关电动势的说法正确的是（）A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C．非静电力做的功越多，电动势越大D．电动势的大小由电源内非静电力的特性决定3．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A．阴影部分的面积表示电源的输出功率B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C．当满足α＝β时，电源的效率最高D．当满足α＝β时，电源的效率小于50%4．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（

）A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变5．某同学将一直流电源的总功率P1、输出功率P2和电源内部的发热功率P3随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（）A．反映P3变化的图线是bB．电源电动势为8VC．电源内阻为4ΩD．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω6．将一个电源与一个电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是A．电源的电动势为45VB．电源的内阻为5ΩC．电源最大输出功率可能大于45WD．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%7．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，根据某次实验记录数据画出的图像如图所示，下列关于这个图像的说法正确的是（）A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即 B．横轴截距表示短路电流，即C．根据，计算出待测电池内阻为5Ω D．根据，计算出待测电池内电阻为1.0Ω8．如图所示的U﹣I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（）A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0W D．电源内部消耗功率为1.5W9．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确