高中物理 2.7《闭合电路欧姆定律》学案 教科版选修3-1VIP专享VIP免费

闭合电路欧姆定律一．本节高考考点及要求1．电源电动势和内电阻II2．闭合电路欧姆定律I二．基础回顾一、电动势电源定义：把其它能量转化为电能的装置。作用：给电路提供持续的电压。2．电动势的含义：描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源时两极间电压。用符号E表示。（1）电动势由电源自身决定，与外电路关（2）电源的电动势等于内、外电路上的电压之和，关系式为E=U+U′二、闭合电路欧姆定律1．闭合电路欧姆定律：电路中的电流和电源电动势成正比，跟电路中的总电阻成反比。表达式为：I=常常写成：E=IR+Ir2．路端电压：路端电压变化规律如图所示电路。闭合电键，滑线变阻器阻值R逐渐减小，对应伏特表读数U逐渐，U的理论变化范围为。原因是：电源存在，随着R变小，电流，因电源内阻损失的电压U′，外电路电电压U。变化流程为：R↑→I↓→U↓→U↑′当R→∞时，I=（断路时）、U=′、U=R↓→I↑→U↑→U↓′当R=0时，I=（电路中最大电流）U=′、U=3．在闭合电路中的能量转化关系电源总功率（电路消耗总功率）：P总=外电路消耗功率（电源输出功率）：P出=内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内=纯电阻电路中，电源输出功率随外电路电阻变化关系：P出=UI=·R·=·R讨论：当R=时，输出功率有极大值：P出=；电源输出功率与外阻关系图象如图所示，R＜r时，R增大输出功率，R=r时输出功率，R＞r时，R增大，输出功率。三．例题精讲用心爱心专心U=I1RU内=I1rUr=0I1OEIoRP出Pmr例1．如图2所示，当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的影响不计）解：滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时，外电路电阻增大，由得总电流（I1）减小，电源内部降压减小，由U=E-得路端电压U4增加，由U1=IR1得电阻R1电压U1减小，由U2=U4-U1得AB间电压U2增加，再由得R2支路电流I2增加，最后由I3=I1-I2得滑动变阻器中电流I3减小。例2．如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。例3．在图示的电路中，若R1=4Ω，R3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源总功率为40W，输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2解：根据题目给出条件可知：电源内电路发热功率I2r=40－37.6=2.4W电路电流强度I=2A同电源总功率：εI=40，得ε=20V即外电路总电阻：R=根据闭合电路欧姆定律ε=IR+Ir即：20=2×（2.4+R2）+2×0.6，解得R2=7Ω例4．如图所示电路，电源的内阻r=0.4Ω，电阻R1=R2=R3=4Ω，开关S合上时，电流表A的示数为1.5A，电压表V的示数为2V，求开关S断开后电压表V的示数。（电压表和电流表内阻的影响不计）解答：开关S闭合时等效电路如图：U3＝I3R3＝1×4=4（V）U4=U3-U2=4-2=2（V）用心爱心专心2AR1R21SA1A2A3V2VABV1R1R2R3CR1R2R3R4I4=I1＋I2=1（A）E=U3＋（I3＋I4）r=4＋（1＋1）×0.4=4.8（V）S断开时等效电路如图用心爱心专心R3R1R2R4