高二物理同步课件：2.7《闭合电路的欧姆定律》（新人教版选修3-1）

第二章　恒定电流第7节　闭合电路的欧姆定律\n课前导读\n1．闭合电路(1)闭合电路的组成：①内电路：电源________的电路，其电阻称为________，内电阻所降落的电压称为________．②外电路：电源________的电路，其两端电压称为________．(2)内、外电压的关系：_______________________.2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．\n(3)适用条件，外电路为纯电阻电路．3．路端电压随外电阻的变化规律是(1)R增大，I________，U________，当R增大到无穷大(断路)时，I＝________，U＝________.(2)R减小，I＝________，U＝________，当减小到零时(短路)，I短＝________，U＝________.\n4．路端电压与电流的关系图象(U－I图象)如右图所示，U－I图象是一条________线，该图线与纵轴交点的纵坐标表示________，该线的斜率表示________．\n知识解惑\n一、闭合电路欧姆定律1．描述闭合电路的基本物理量(1)内电路、内电阻、内电压将电源和用电器连接起来，就构成闭合电路，如右图所示，电源内部的电路叫闭合电路的内电路．内电路的电阻叫电源的内阻．当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫内电压，用U内表示．\n(2)外电路、外电压(又称路端电压)电源外部的电路叫外电路．外电路两端的电压叫外电压，也叫路端电压，用U外表示．(3)三者关系：E＝U内＋U外．\n答案：B\n变式迁移1.如右图所示的电路中，当K闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A．当K断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势．解析：当K闭合时，R1、R2并联接入电路，U＝E－Ir即E＝1.6＋0.4r①当K断开时，只有R1接入电路，外电阻变大，干路电流减小，路端电压增大由U＝E－Ir有E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2V，r＝1Ω.答案：2V\n二、路端电压与负载的关系当U内＝Ir代入E＝U＋U内，得U＝E－U内＝E－Ir\n如右图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r.当可变电阻的滑片P向b移动时，电压表○V1的读数U1与电压表○V2的读数U2的变化情况是()A．U1变大，U2变小B．U1变大，U2变大C．U1变大，U2变小D．U1变小，U2变大解析：当P向b移动时，电路中总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I变小，由欧姆定律得U2＝IR变小，再由闭合电路欧姆定律得U1＝E－Ir变大，故本题应选A.答案：A\n变式迁移2.如右图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在开关S处于闭合状态下，若将开关S1由位置1切换到位置2，则()A．电压表的示数变大B．电池内部消耗的功率变大C．电阻R2两端的电压变大D．电池的效率变大\n答案：B\n三、闭合回路中的功率1．电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率，计算式为：P＝IE(普遍适用)，2．电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P内＝I2r.3．电源的输出功率P出：外电路上消耗的功率，计算式为：P出＝IU外(普遍适用)，\n\n(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大．(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.(5)P出与R的关系如右图所示．5．闭合电路上功率分配关系为：P＝P出＋P内．即EI＝UI＋I2r.闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他形式的能．能量守恒的表达式为：EIt＝UIt＋I2rt(普遍适用)，EIt＝I2Rt＋I2rt(只适用于外电路为纯电阻的电路)．\n\n如右图所示，R为电阻箱，○V为理想电压表，当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：(1)电源的电动势E和内阻r；(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？\n答案：(1)E＝6V，r＝1Ω(2)1Ω，9W\n变式迁移3．一电源与电阻R组成串联电路，电源的路端电压U随电流的变化图线及外电阻的U－I图线分别如右图所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．\n解析：(1)由题图所示U－I图线知：电源电动势(2)由图象知：电源与电阻串联电流I＝1A，此时对应路端电压U＝3V(3)由图象知R＝3Ω.故P出＝I2R＝3W.答案：(1)4V,1Ω(2)3V(3)3W\n知能演练\n基础巩固BD\n2.如右图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是()A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B．灯多时各灯两端的电压较低C．灯多时通过电池的电流较大D．灯多时通过各灯的电流较大解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C正确．电源的内电压越大，路端电压越低，选项B正确，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A正确，选项D错．答案：ABC\n能力提升8．(2009年广东单科)如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是()A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大解析：合上S2后，电路的总电阻减小，总电流增大，通过R1的电流增大，选项C正确；电源的输出功率等于总功率，即P＝EI增大，选项A错误；L1两端的电压U＝E－IR1减小，则其消耗的功率减小，选项B错误；通过R3的电流I＝U/R减小，选项D错误．答案：C\n9．在如下图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小\n解析：本题考查电路结构、闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响．电路结构：R1、R2并联后再与R3串联，A1测通过R1的电流I1，A2测通过R2的电流I2，V测路端电压U.R2的滑动触点由a滑向b，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端电压U＝E－Ir，所以电压表示数U减小；R1两端电压U1＝U－U3，而U3＝IR3，U3增大，所以U1减小，则I1减小，而I＝I1＋I2，所以I2增大．\n祝您学业有成\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全