2019-2020学年高中物理第二章恒定电流第7节闭合电路的欧姆定律讲义含解析新人教版选修3_.pdf

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1、第7节闭合电路的欧姆定律E1.闭合电路欧姆定律的表达式为I＝，此式仅R＋r适用于纯电阻电路，其中R和r分别指外电阻和内电阻。2．闭合电路内、外电压的关系为E＝U＋U＝Ir内外＋U，由此式可知，当电流发生变化时，路端电外压随着变化。3．当外电路断开时，路端电压等于电动势，当外电路短路时，路端电压为零。一、闭合电路欧姆定律1．闭合电路的组成及电流流向2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。3．闭合电路欧姆定律二、路端电压与负载(外电阻)的关系1．路

2、端电压与电流的关系(1)公式：U＝E－Ir。(2)UI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。2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝E，即断路时的路端电压等于电源电动势。E(2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小，当R减小到零时，I＝，U＝0。r1．自主思考——判一判(1)如图甲所示，电压表测量的是外电压，电压表的示数小于电动势。(√)(2)如图乙所示，电压表测量的是内电压，电压表的示数小于电动势。(×)(3)外电阻变化可以

3、引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。(×)(4)外电路的电阻越大，路端电压就越大。(√)(5)路端电压增大时，电源的输出功率一定变大。(×)(6)电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零。(×)2．合作探究——议一议(1)假如用发电机直接给教室内的电灯供电，电灯两端的电压等于发电机的电动势吗？提示：不等于。因为发电机内部有电阻，有电势降落。发电机内部电压与电灯两端电压之和才等于电动势。(2)在实验课上，小红同学用电压表去测量1节新干电池的电动势约为1.5V,1节旧电池的电动势约为1.45V，现在她把这样的两节旧电池串联后接在一个标有“3V2W”的

4、小灯泡两端，结果发现小灯泡不发光，检查电路的连接，各处均无故障。电池虽然旧了，但电动势并没有减小多少，那么小灯泡为什么不亮呢？提示：电池变旧后，电动势并不明显减小，但内阻明显变大，因而使电路中的电流很小，导致小灯泡不亮。路端电压与负载的关系1．外电阻的两类变化引起的相应变化(1)说明：电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。(2)说明：由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接。2．电源的UI图像(1)图像的函数表达式：U＝E－Ir。(2)图像表示：电源的外电路的特性曲线(路端电压U随电流I变化的图像

5、)，如图所示是一条斜向下的直线。(3)当外电路断路时(即R―→∞，I＝0)：纵轴上的截距表示电源的电动势E(E＝U)；端E当外电路短路时(R＝0，U＝0)：横坐标的截距表示电源的短路电流I＝。(条件：坐标短r原点均从0开始)EΔU(4)图线的斜率：其绝对值为电源的内电阻，即r＝＝。IΔI0(5)某点纵坐标和横坐标值的乘积：为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率。1．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是()A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U＝IR，所以当I增大时

6、，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零解析：选C路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误。2．[多选]如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是()A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3A时的外电阻是18Ω解析：选AD因该电源的UI图像的纵轴坐标不是从零开

7、始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E＝6.0V，但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率ΔU6.0－5.0的绝对值计算，即r＝

8、

9、＝Ω＝2Ω。由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3AΔI0.5－0E时，外电阻R＝－r＝18Ω。故选项A、D正确。I3．如图所示的电路中，当S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S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势及内阻。解析：当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir11即E＝1.6＋0.4r①当S断开时，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir2

10、2即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得E＝2V，r＝1Ω。答案：2V1Ω电源的有关功率和