《2021學(xué)年高中物理 第二章第7-8節(jié)閉合電路的歐姆定律多用電表同步學(xué)案 新人教版選修3-1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021學(xué)年高中物理 第二章第7-8節(jié)閉合電路的歐姆定律多用電表同步學(xué)案 新人教版選修3-1.doc（20頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識。第7節(jié)閉合電路的歐姆定律要點一 閉合電路歐姆定律的相關(guān)問題1閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)設(shè)一個閉合電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，內(nèi)電路電壓為U內(nèi)，外電路電阻為R ，路端電壓為U外，電路電流為I，則EU內(nèi)U外根據(jù)歐姆定律知：U外IRU內(nèi)Ir由式解得I可見，閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這就是閉合電路的歐姆定律(1)閉合電路的歐姆定律表達式：I.閉合電路的歐姆定律變形式：EIRIr或EU外Ir或U外EIr.EIRIr只適用于外電路為純電阻的閉合電路EU外Ir或U外EIr既適用于外電路

2、為純電阻的閉合電路，也適用于外電路為非純電阻的閉合電路(2)用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外是指路端電壓，不是內(nèi)電路兩端的電壓，也不是電源電動勢，所以U外E.(3)當(dāng)電源沒有接入電路時，因無電流通過內(nèi)電路，所以U內(nèi)0，故此時EU外，即電源電動勢等于電源沒有接入電路時的路端電壓這提供了測E的一種方法2路端電壓U外與外電阻R之間的關(guān)系對一定電源、電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨外電路電阻的改變而改變，變化情況如下(“”表示增加，“”表示減少)：當(dāng)外電路斷開時，R，Ir0，UE，此為直接測量法測電動勢的依據(jù)當(dāng)外電路短路時，R0，I(稱為短路電流)，U外0.由于通常的電源內(nèi)阻很小，短路時會形成很大的電流這

3、就是嚴(yán)禁把電源兩極不經(jīng)負(fù)載直接相接的原因3路端電壓與電流的關(guān)系圖象(1)由UEIr可知，UI圖象是一條斜向下的直線，如圖273所示圖273(2)縱軸的截距等于電源的電動勢E；橫軸的截距等于外電路短路時的電流I0.(3)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻即rtan 越大，表明電源的內(nèi)阻越大要點二 解答閉合電路問題的一般步驟首先要認(rèn)清外電路上各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時，應(yīng)進行電路變換，畫出等效電路圖解題關(guān)鍵是求總電流I，求總電流的具體方法是：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動勢，可用全電路歐姆定律(I)直接求出I；若內(nèi)外電路上有多個電阻值未知，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I；當(dāng)

4、以上兩種方法都行不通時，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I.求出總電流后，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流.1.內(nèi)外電路電勢如何升降？在理解課本圖的基礎(chǔ)上，我們還可以把電源看成等效的兩部分即無內(nèi)阻理想電源和電阻r的串聯(lián)，則閉合電路內(nèi)外電路的電勢升、降如圖274所示圖274從電源正極開始，沿電流流向，先經(jīng)過電阻r，電勢降低Ir，再經(jīng)過外電路電阻R，電勢又降低IR；由電源的負(fù)極到正極非靜電力作用，使電勢又升高E，電源正負(fù)極的電勢用1、2表示，對整個過程有1IrIR2，即12IrIR，亦即EU內(nèi)U外2內(nèi)外電路功率、電源輸出功率、電源效率怎樣區(qū)別？(1)各部分功率關(guān)系分析由EIt

5、I2RtI2rt知，EII2RI2r其中EI為電源的總功率，I2r為電源內(nèi)耗功率，I2R為外電路消耗功率，也是電源的輸出功率(2)電源輸出功率特點P出UII2RR，由此式可看出，當(dāng)Rr時，P出有最大值，即Pm.由圖275可以看出圖275當(dāng)Rr時，輸出功率最大，P出.當(dāng)Rr時，若R增大，則P出減小除Rr外，圖象上總有兩點輸出功率P出相等，如圖中R1與R2，則由()2R1()2R2整理得：R1R2r2.(3)電源的效率定義：輸出功率跟電路消耗的總功率的比值，即.如果外電路為純電阻電路，則，所以外電路電阻越大，電源效率越高當(dāng)電源輸出功率最大時，Rr，50%.一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用【例1】 如圖2

6、76所示電動勢為2 V的電源跟一個阻值R9 的電阻接成閉合電路，測得電源兩端電壓為1.8 V，求電源的內(nèi)阻圖276答案1 解析通過電阻R的電流為I A0.2 A由閉合電路歐姆定律EUIr，得電源內(nèi)阻r 1 .二、電路的動態(tài)分析【例2】 如圖277所示，A、B、C三只電燈均能發(fā)光，當(dāng)把滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，三只電燈亮度的變化是()圖277AA、B、C都變亮 BA、B變亮，C變暗CA、C變亮，B變暗 DA變亮，B、C變暗答案B解析滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，滑動變阻器連入電路的阻值R減小，所以電路總阻值R總減小，由閉合電路歐姆定律知總電流(I總)變大，通過A的電流增大，A兩端的電壓UA增

7、大，故A變亮；由于I總變大，所以內(nèi)阻上的電壓(U內(nèi)I總r)變大，所以C上的電壓(UCEUAU內(nèi))變小，通過C的電流IC變小，所以C變暗；由于I總變大，IC變小，所以通過B的電流(IBI總IC)一定增大，B燈變亮，選B.基本思路是“部分整體部分”，即從阻值變化的部分入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況，再由閉合電路歐姆定律判知I總和U路端的變化情況，最后由部分電路的歐姆定律判知各分量的變化情況.1將一個電動勢為3 V，內(nèi)阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，當(dāng)有1 C的電荷通過電阻R時，在R上產(chǎn)生的熱量()A大于3 J B小于3 JC等于3 J D內(nèi)阻未知，無法確定答案B解析根據(jù)WqU3 J，而W為

8、內(nèi)阻r和外電阻R上產(chǎn)生的熱量之和，故R上產(chǎn)生的熱量小于3 J.2如圖278所示，用兩節(jié)干電池點亮幾只小燈泡，當(dāng)逐一閉合開關(guān)，接入燈泡增多時，以下說法正確的是()圖278A燈少時各燈較亮，燈多時各燈較暗B燈多時各燈兩端的電壓較低C燈多時通過電池的電流較大D燈多時通過各燈的電流較大答案ABC解析由于電燈并聯(lián)在電路中，所以接入電路的電燈越多，總電阻越小，電路的總電流越大，選項C正確此時電源的內(nèi)電壓越大，路端電壓越低，選項B正確流過每個燈的電流越小，每個電燈越暗，選項A正確，選項D錯3一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA，若將該電池板與一阻值為20 的電阻連成一閉合電路

9、，則它的路端電壓是()A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V答案D解析電池板開路電壓等于電動勢E800 mV.短路時I求得內(nèi)阻r20 .再由歐姆定律或電壓分配關(guān)系，可得外接20 電阻時的路端電壓為0.40 V.4如圖279所示，電源的電動勢E24 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R2 ，M為直流電動機，其電阻r1 ，電動機正常工作時，其兩端所接電壓表讀數(shù)為UV21 V，求電動機轉(zhuǎn)變機械能的功率是多大？圖279答案20 W解析由閉合電路歐姆定律可得：EUVI(Rr)則I A1 A由能量守恒可知電動機輸出的機械功率為P機IUVI2r(121121) W20 W題型一 電路的動態(tài)分析 如

10、圖1所示的電路，圖1閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P向左移動，下列結(jié)論正確的是()A電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B小燈泡L變亮C電容器C上電荷量減小D以上說法都不對思維步步高 當(dāng)滑片向左滑動時，電路中的總電阻怎樣變化？總電流怎么變化？路端電壓怎樣變化？電流表和電壓表分別是測量哪個電路的電流和哪個電阻兩端的電壓？電容器上的電壓和哪個電阻的電壓相等？解析當(dāng)滑片向左滑動時，電路中的總電阻變大，總電流減小，路端電壓變大所以電流表的示數(shù)減小，電壓表的示數(shù)增大小燈泡的電流是干路電流，燈泡變暗電容器上的電壓是路端電壓，路端電壓增大，電容器上所帶的電荷量增加答案A拓展探究 電動勢為E、圖2內(nèi)阻為r的電源與定值電

11、阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖2所示的電路，當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是()A電壓表和電流表讀數(shù)都增大B電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大答案A解析設(shè)滑動變阻器的觸頭上部分電阻為x，則電路的總電阻為R總rR1，滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，并聯(lián)支路電阻x增大，故路端電壓變大，同時并聯(lián)部分的電壓變大，故通過電流表的電流增大，故選項A正確電路的動態(tài)分析的常規(guī)思路：根據(jù)其中一個電阻的變化找出電路中總電阻的變化，其中斷路相當(dāng)于電阻無窮大，短路相當(dāng)于電阻等于零根據(jù)閉合電路歐姆定律找出電流和路端電壓的變化情況找出電壓表

12、、電流表測量的哪一部分的電流和電壓分析出各個支路的電流和電壓的變化情況. 題型二 含源電路的功率和效率 如圖3所示電路中，圖3定值電阻R2r(r為電源內(nèi)阻)，滑動變阻器的最大阻值為R1且R1R2r，在滑動變阻器的滑片P由左端a向右滑動的過程中，以下說法正確的是()A電源的輸出功率變小BR2消耗的功率先變大后變小C滑動變阻器消耗的功率先變大后變小D以上說法都不對思維步步高 滑片向右移動，滑動變阻器接入電路部分電阻怎么變化？電路中的電流怎么變化？通過電源的電流和通過電阻R2的電流怎么變化？考慮滑動變阻器上的功率消耗時怎樣處理R2?解析滑片向右移動，滑動變阻器接入電路部分電阻變小，電路中的電流變大，

13、通過電源的電流和通過電阻R2的電流都變大，這兩個電阻是定值電阻，消耗的功率變大，在滑動的過程中內(nèi)阻始終小于外電阻，所以電源的輸出功率增大考慮滑動變阻器上的功率消耗時可以把R2看成電源的一部分當(dāng)滑動變阻器的阻值等于2r時，消耗的功率最大答案C拓展探究 如圖4所示，圖4UI圖線上，a、b、c各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，b點，則下列說法中正確的是()A在b點時，電源有最大輸出功率B在b點時，電源的總功率最大C從a到b時，角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大D從b到c時，角增大，電源的總功率和輸出功率都將減小答案AD含源電路的功率和效率問題：電源內(nèi)阻消耗的功率與干路電流有關(guān)，干路電流越大

14、，消耗的功率越大電源的輸出功率的最大值出現(xiàn)在外電阻和內(nèi)阻相等時，可把定值電阻等效為電源的內(nèi)電路，此時電動勢不變，內(nèi)阻為原內(nèi)阻和該電阻的串聯(lián)值. 一、選擇題1下列關(guān)于閉合電路的說法中，錯誤的是()A電源短路時，電源的內(nèi)電壓等于電動勢B電源短路時，路端電壓為零C電源斷路時，路端電壓最大D電源的負(fù)載增加時，路端電壓也增大答案D2某電池當(dāng)外電路斷開時，路端電壓為3 V，接上8 的負(fù)載電阻后其路端電壓降為2.4 V，則可以判定該電池的電動勢E和內(nèi)阻r分別為()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 答案B3.圖5法國和德國兩名科學(xué)家先后獨立發(fā)現(xiàn)了“巨磁電阻”效應(yīng)，共同獲得2020年諾貝爾物理學(xué)獎所謂“巨磁電阻”效應(yīng)，是指磁性材料的電阻率