第二章

恒定電流7閉合電路的歐姆定律學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解內(nèi)電路、外電路，知道電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和.2.掌握閉合電路歐姆定律并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系.內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)探究1一、閉合電路的歐姆定律導(dǎo)學(xué)探究如圖1為閉合電路的組成.(1)在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點(diǎn)電勢(shì)如何變化？

在外電路中沿電流方向電勢(shì)降低；在內(nèi)電路中沿電流方向電勢(shì)升高.答案圖1(3)閉合電路的電流I與電動(dòng)勢(shì)E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系怎樣？(2)若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I，在t時(shí)間內(nèi)非靜電力做功多少？?jī)?nèi)外電路中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關(guān)系？EIt

I2rt

I2Rt

EIt＝I2Rt＋I(xiàn)2rt答案答案圖1知識(shí)梳理1.內(nèi)、外電路中的電勢(shì)變化外電路中電流由電源

流向

，沿電流方向電勢(shì)

，內(nèi)電路中電流由電源

流向

，沿電流方向電勢(shì)______.2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如圖2所示，電路中電流為I，在時(shí)間t內(nèi)，

等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，即EIt＝

.正極負(fù)極降低負(fù)極正極升高非靜電力做的功I2Rt＋I(xiàn)2rt圖23.閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成

，跟內(nèi)、外電路的

成反比.(2)公式：I＝_______(適用于純電阻電路)(3)其他兩種表達(dá)形式E＝U外＋

(適用于任意電路)E＝IR＋

(適用于純電阻電路)正比電阻之和U內(nèi)Ir即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)電動(dòng)勢(shì)越大，閉合電路的電流越大.(

)(2)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一定時(shí)，外電阻越大，電流越小.(

)(3)E＝U＋I(xiàn)r適用于任何電路.(

)(4)某電源電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻為2Ω，外接一線圈電阻為8Ω的電動(dòng)機(jī)，則電路中的電流為1A.(

)×√√×二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系導(dǎo)學(xué)探究(1)在如圖3所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)電阻r＝1Ω，試求當(dāng)外電阻分別是3Ω、4Ω、7Ω時(shí)所對(duì)應(yīng)的路端電壓.通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？答案外電壓分別為7.5V、8V、8.75V.隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大.圖3(2)如圖4所示，以電路中的電流為橫軸，路端電壓為縱軸，建立路端電壓U與電流I的U－I圖象，圖線與縱軸的交點(diǎn)、與橫軸交點(diǎn)(縱坐標(biāo)從零開(kāi)始)、斜率的絕對(duì)值的物理意義各是什么？答案圖41.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(1)路端電壓的表達(dá)式：U＝

.(2)路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律①當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I＝

可知電流I

，路端電壓U＝E－Ir______.

②當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由I＝

可知電流I

，路端電壓U＝E－Ir______.③兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電流I變?yōu)?/p>

，U＝

.即斷路時(shí)的路端電壓等于

.當(dāng)電源短路時(shí)，外電阻R＝0，此時(shí)I＝.知識(shí)梳理E－Ir減小增大增大減小0E電源電動(dòng)勢(shì)2.路端電壓與電流的關(guān)系圖象(圖5)(1)U軸截距表示

，縱坐標(biāo)從零開(kāi)始時(shí)，I軸截距等于__________.(2)直線

等于電源的內(nèi)阻，即內(nèi)阻r＝_____.電源電動(dòng)勢(shì)短路電流斜率的絕對(duì)值圖5即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)在閉合電路中，外電阻越大，路端電壓越大.(

)(2)電路斷開(kāi)時(shí)，電路中的電流為零，路端電壓也為零.(

)(3)外電路短路時(shí)，電路中的電流無(wú)窮大.(

)(4)在U－I圖象中，無(wú)論縱坐標(biāo)是否從零開(kāi)始，I軸截距都等于短路電流.(

)×√××2題型探究一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式(2)電壓形式：E＝Ir＋I(xiàn)R或E＝U內(nèi)＋U外，表明電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和.(3)能量形式：qE＝qU外＋qU內(nèi)，是能量轉(zhuǎn)化本質(zhì)的顯現(xiàn).(4)功率形式：IE＝IU外＋I(xiàn)U內(nèi)或IE＝IU外＋I(xiàn)2r.例1

在圖6所示的電路中，R1＝9Ω，R2＝5Ω，當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電流表時(shí)，其讀數(shù)為0.5A；當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電壓表時(shí)，其讀數(shù)為1.8V.求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.圖6答案解析3V

1Ω當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電流表時(shí)，R1被短路，回路中的電流I1＝0.5A，由閉合電路歐姆定律得：E＝I1(R2＋r) ①當(dāng)a、b兩點(diǎn)間接理想的電壓表時(shí)，由閉合電路歐姆定律得：E＝I2(R2＋R1＋r) ②聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)，解得：E＝3V，r＝1Ω.規(guī)律總結(jié)解決閉合電路問(wèn)題的一般步驟1.分析電路特點(diǎn)：認(rèn)清各元件之間的串并聯(lián)關(guān)系，特別要注意電壓表測(cè)量哪一部分的電壓，電流表測(cè)量流過(guò)哪個(gè)用電器的電流；2.應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求干路中的電流；3.根據(jù)部分電路的歐姆定律和電路的串并聯(lián)特點(diǎn)求出部分電路的電壓和電流.針對(duì)訓(xùn)練1

如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，R1＝5Ω，R2＝10Ω，滑動(dòng)變阻器R3阻值變化范圍為0～10Ω，求電路中的總電流的變化范圍.圖7答案解析0.55A～1A當(dāng)R3阻值為零時(shí)，R2被短路，外電阻最小，電流最大.R外＝R1＝5Ω，二、U－I圖象的理解和應(yīng)用

圖8答案解析√√在本題的U－I圖線中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，A正確；橫軸截距表示短路電流，C錯(cuò)誤；針對(duì)訓(xùn)練2

(多選)如圖9所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過(guò)它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說(shuō)法中正確的是A.電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)B.電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻C.路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等D.電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等

圖9答案解析√√圖線與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電動(dòng)勢(shì)的大小，由圖線可知，甲與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)，故A正確；圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻(電動(dòng)勢(shì)與短路電流的比值)，圖線甲的斜率大于圖線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，故B錯(cuò)誤；甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，U0)，外電路是純電阻說(shuō)明兩電源的外電阻相等，故C正確；電源的內(nèi)電壓等于通過(guò)電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)＝Ir，因?yàn)榧椎膬?nèi)阻比乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為I0時(shí)，甲電源的內(nèi)電壓較大，故D錯(cuò)誤.故選A、C.達(dá)標(biāo)檢測(cè)31.將內(nèi)阻為0.5Ω的電池組與阻值為0.75Ω的電阻、標(biāo)有“6V

7.2W”的小燈泡串聯(lián)，就可以使這個(gè)小燈泡正常發(fā)光，由此可知，所用電池組的電動(dòng)勢(shì)是A.6V B.7.5VC.9V D.10.5V答案√12342.(多選)如圖10所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V、內(nèi)阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列說(shuō)法中正確的是A.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UAC＝9VB.當(dāng)S閉合時(shí)，UAC＝9VC.當(dāng)S閉合時(shí)，UAB＝7.5V，UBC＝0D.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UAB＝0，UBC＝0答案√1234圖10√解析3.(多選)如圖11所示為閉合電路中兩個(gè)不同電源的U－I圖象，則下列說(shuō)法中正確的是A.電動(dòng)勢(shì)E1＝E2，短路電流I1>I2B.電動(dòng)勢(shì)E1＝E2，內(nèi)阻r1>r2C.電動(dòng)勢(shì)E1>E2，內(nèi)阻r1>r2D.當(dāng)工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較大√答案解析√1234圖11由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r.當(dāng)I＝0時(shí)電動(dòng)勢(shì)E等于路端電壓U，即U－I圖線和U軸的交點(diǎn)就是電源電動(dòng)勢(shì)，由題圖知，兩電源的電動(dòng)勢(shì)相等.當(dāng)U＝0時(shí)I＝

，U－I圖線和I軸的交點(diǎn)就是短路電流，由題圖知I1>I2，A正確.而r＝

，即圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知r1<r2，B、C錯(cuò)誤.當(dāng)工作電流變化量相同時(shí)，因?yàn)閞1<r2，電源2內(nèi)電壓變化較大，由閉合電路的