閉合電路的歐姆定律例題詳解及測試題.doc

高考資源網()來源：高考資源網版權所有：高考資源網(www.k s 5 )第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律 學習目標 （一）知識與技能1、能夠推導出閉合電路歐姆定律及其公式，知道電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和。2、理解路端電壓與負載的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關問題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。4、熟練應用閉合電路歐姆定律解決有關的電路問題。5、理解閉合電路的功率表達式，知道閉合電路中能量的轉化。（二）過程與方法1、通過演示路端電壓與負載的關系實驗，培養(yǎng)利用“實驗研究，得出結論”的探究物理規(guī)律的科學思路和方法。2、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過本節(jié)課教學，加強對科學素質的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī)律培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。學習重點推導閉合電路歐姆定律，應用定律進行有關討論。學習難點路端電壓與負載的關系自主學習1.內、外電路： 、導線組成外電路， 是內電路。在外電路中，沿電流方向電勢 。2.閉合電路的電流跟電源電動勢成 ，跟內、外電路的電阻之和成 。這個結論叫做閉合電路歐姆定律。3.電動勢和電壓：斷路時的路端電壓 電源電動勢；閉合電路中，電動勢等于 電勢降落之和。同步導學1.路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動勢和內電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的：有：（1）外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；（2）外電路斷開時，R=，路端電壓U=E;來源:21世紀教育網（3）外電路短路時，R=0，U=0，I= (短路電流)，短路電流由電源電動勢和內阻共同決定，由于r一般很小，短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災.2.路端電壓與電流的關系閉合電路歐姆定律可變形為U=E-Ir，E和r可認為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關系圖線，如圖所示.依據公式或圖線可知：（1）路端電壓隨總電流的增大而減?。?）電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢E.在圖象中，UI圖象在縱軸上的截距表示電源的電動勢（3）路端電壓為零時，即外電路短路時的電流I=.圖線斜率絕對值在數值上等于內電阻（4）電源的UI圖象反映了電源的特征（電動勢E、內阻r)例1 如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線若已知該蓄電池組的內阻為2.0，則這只定值電阻的阻值為_?，F有4只這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干只進行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中，輸出功率最大時是_W。解析：由圖象可知蓄電池的電動勢為20V，由斜率關系知外電阻阻值為6。用3只這種電阻并聯作為外電阻，外電阻等于2，因此輸出功率最大為50W。3.閉合電路中的電功率和電源的效率閉合電路的歐姆定律就是能的轉化和守恒定律在閉合電路的反映.由E=UU可得EI=UI+UI或EIt=UIt+UIt（1）電源的總功率：P=EI=I（U+U)若外電路是純電阻電路，還有P=I2（R+r)= (2)電源內部消耗的功率：P內=I2r=UI=(3)電源的輸出功率：P出=P總-P內=EI-I2r=UI若外電路為純電阻電路，還有P出=I2R（4）電源的效率：（最后一個等號只適用于純電阻電路）電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。4. 閉合電路中局部電阻的變化而引起電流、電壓的變化是典型的電路的動態(tài)變化問題。此類問題應在明確各用電器或電表所對應的電流、電壓的基礎上，按局部（R的變化）全局（I總、U端的變化）局部（U分、I分的變化）的邏輯思維進行分析推理，使得出的每一個結論都有依據，這樣才能得出正確的判斷。例2 如圖所示的電路中，若將滑動變阻器的滑動觸頭向b端滑動時，試判斷圖中八只表的示數將怎樣變化(各電表內阻對電路的影響均不考慮)?解析：本題為“動態(tài)”分析問題，可用常規(guī)分析法逐步推出結論.R2的滑片向下滑動，R2值變大，引起R總變大.由，可知總電流變小，即電流表A示數變小.21世紀教育網由UIR總，可知端壓變大，即電壓表V示數變大.由.可知I4變大，即電流表AA示數變大.由I1II4，可知I1變小，即電流表A1示數變小.由U1I1R1可知U1變小，即電壓表V1示數變小.由U2UU1，可知U2變大，即電壓表V2示數變大.由，可知I3變大，即電流表A3示數變大.由I2I1I3，可知I2變小，即電流表A2示數變小.例3 圖(a)為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關系曲線.由圖可知。兩者不成線性關系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這根曲線回答下列問題(不計電流表和電池的內阻).(1)若把三個這樣的電燈串聯后，接到電動勢為12V的電源上，求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻.(2)如圖(b)所示，將兩個這樣的燈并聯后再與10的定值電阻串聯，接在電動勢為8V的電源上，求通過電流表的電流值以及每個燈的電阻值.解析：(1)把三個這樣的電燈串聯后，每只電燈得到的實際電壓為.再在圖(a)上可以查到每只電燈加上4V的實際電壓時的工作電流為I0.4A.由此可以求出在此時每只電燈的實際電阻. (2)在圖(b)所示的混聯電路中，設每只電燈上的實際電壓和實際電流分別為U和I.在這個閉合電路中，電源電動勢值應等于全電路電壓降之和，即EU+2IR0，代值并整理得U820I.這是一個反映電路約束(因電路結構特點而必須滿足的電流、電壓關系)的直線方程，把該直線在圖(a)坐標系中畫出，如圖所示.而在該坐標系中原來就有一根反映元件約束(因元件即電燈的特點而必須滿足的電流和電壓關系)的曲線.這兩條曲線的交點所表達的電流I和電壓U，同時滿足了電路結構和元件的要求，該元件實際上將工作在這個特定的電流和電壓上，我們可以把這一點稱作為該元件的“工作點”.現在我們可以在圖上查出該工作點為U2V，I0.3A.這樣，我們就可以求出此時每只燈泡的實際電阻.當堂達標1.在閉合電路中，下列敘述正確的是()A.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B.當外電路斷開時，路端電壓等于零C.當外電路短路時，電路中的電流趨近于D.當外電阻增大時，路端電壓也增大2.有一電動勢為3V，內阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，1C電荷通過R時.在R上產生的熱量()A.大于3JB.小于3JC.等于3JD.電源內阻未知，無法確定3.如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是( )A.電動勢E1=E2，短路電流I1I2B.電動勢E1=E2.內阻r1r2C電動勢E1E2，內阻r1r2D.當兩電源的工作電流變量相同時，電源2的路端電壓變化較大4.一個電源分別接上8和2的電阻時，兩電阻消耗的電功率相等，則電源內阻為( )A.1B.2C.4D.85如圖所示電路中.A、B兩燈均正常發(fā)光，R為一滑動變阻器，P為滑動片，若將滑動片向下滑動，則()A.A燈變亮 B.B燈變亮C.R1上消耗功率變大 D.總電流變小6如圖所示的電路中，當變阻器R3的滑動頭P向b端移動時（ ）A.電壓表示數變大，電流表示數變小B.電壓表示數變小，電流表示數變大C.電壓表示數變大，電流表示數變大來源:21世紀教育網D.電壓表示數變小，電流表示數變小7. 如圖所示的電路中，電阻R1=6，R2=3，S斷開時，電流表示數為0.9A，S閉合時，電流表示數為0.8A，則電源電動勢為E=_V，內阻r=_。8. 如圖所示的電路中，電源電動勢E10V、內阻r1.0，當滑動變阻器的阻值調節(jié)為R13.0Q后，開關S斷開和接通時，A、B之間電路消耗的電功率都為P4.0W.求:開關S閉合的前、后，通過R2的電流各是多大?9.如圖所示電路中，R3=4，電流表讀數為0.75A，電壓表讀數為2V，由于某一電阻斷路，使電流表讀數為0.8A，而電壓表讀數為3.2V，問:(1)哪一只電阻斷路?(2)電源電動勢和內電阻各多大?21世紀教育網10. 如圖所示的電路中，R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F當開關S斷開時，電源所釋放的總功率為2W；當開關S閉合時，電源所釋放的總功率為4W求:(1)電源的電動勢和內電阻；(2)閉合S時，電源的輸出功率；(3)S斷開和閉合時，電容器所帶的電荷量各是多少?拓展提高1.關于電源電動勢的說法，正確的是()A.在某電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個電池的電動勢是0.5VB.電源的路端電壓增大時，其電源電動勢一定也增大C.無論內電壓和外電壓如何變化，其電源電動勢一定不變D.電源的電動勢越大，電源所能提供的電能就越多2.單位電荷繞閉合電路一周，如外電路是純電阻電路，外電路中產生的熱量僅決定于( )A.電流的大小，且與電流的平方成正比B.電源電動勢的大小，且與電動勢的大小成正比C.路端電壓的大小，且與路端電壓的大小成正比D.各部分電阻值的大小，且與電阻值成反比3.在燈泡旁并聯一只大功率的電爐，發(fā)現電燈變暗，這是因為()A.電爐從電燈上分出了一部分電流B.輸電線上電壓增大，電燈上電壓下降C.電爐的額定電壓大于電燈的額定電壓D.原來電燈上的電壓有一部分分給了電爐4.一電源(電動勢為E，內阻為r)，當它和一標有“6V，3W”的小燈泡構成閉合回路時，小燈泡恰好正常發(fā)光.如果該電源與一標有“6V，6W”的小燈泡構成一閉合回路，該燈泡()A.正常發(fā)光B.比正常發(fā)光暗C.比正常發(fā)光亮D.因不知電源內阻的大小，故無法確定5. 如圖所示電路中，電源的內電阻不能忽略.已知定值電阻R1=10，R2=8.當開關S接到位置1時，電壓表V的示數為2V；當開關S接到位置2時，電壓表V的示數可能為 ( )A.2.2VB.1.9V C.1.6VD.1.3V6.如圖所示電路中，當開關S閉合時，電流表和電壓表讀數的變化是( )A.兩表讀數均變大B.兩表讀數均變小C.電流表讀數增大，電壓表讀數減小D.電流表讀數減小，電壓表讀數增大7.如圖所示的電路中，當可變電阻R的阻值增大時()A.UAB增大B.UAB減小 C.IR增大D.IR減小8.如圖所示的電路中，電源電動勢為6V，當開關S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定()A.L1和L2的燈絲都燒斷了B.L1的燈絲燒斷了C.L2的燈絲燒斷了D.變阻器R斷路9.電動勢為E、內阻為r的電池與固定電阻R0、可變電阻R串聯，如圖所示，設R0=r，Rab=2r.當變阻器的滑動片自a端向b端滑動時，下列各物理量中隨之減小的是()A.電池的輸出功率 B.變阻器消耗的功率C.固定電阻R0上消耗的功率 D.電池內電阻上消耗的功率10.如圖所示的電路中，當S斷開時，電源內部消耗的功率與輸出功率之比為1:3；當S閉合時，它們的比為1:1,則下列說法正確的是()A.R1:r=1:1B.R1:R2=2:1C.兩次輸出功率之比為1:1D.S斷開與S閉合時輸出功率之比為3:411如圖所示，直線A為電源的路端電壓U與電流I的關系圖象，直線B是電阻R的兩端電壓與其中電流I的關系圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路，則電源的輸出功率為_W，電源的效率為_12.如圖所示的電路中，電池的電動勢E=.0 V，內電阻r=2.0 ，固定電阻R1=1.0 ，R2為可變電阻，其阻值在010 范圍內調節(jié)，問：取R2= 時，R1消耗的電功率最大.取R2= 時，R2消耗的電功率最大.13.如圖所示的電路中，電源電動勢為10V，R1=4，R2=6，電容C=30F，電源內阻忽略不計。求:(1)閉合開關S，穩(wěn)定后通過電阻R1的電流；(2)將開關S斷開，再次穩(wěn)定后，求通過R1的總電荷量14如圖所示，變阻器R2的最大電阻是10 ，R3=5 ，電源的內電阻r=1 ，當開關S閉合，變阻器的滑片在中點位置時，電源的總功率為16 W，電源的輸出功率為12 W.此時電燈R1正常發(fā)光，求：(1)電燈阻值R1是多少?(設R1阻值恒不變)(2)當開關S斷開時，要使電燈正常工作，應使變阻器的電阻改變多少?探究： 聯系本節(jié)所學內容思考并討論課本“做一做”中的問題。學后反思： 你對學案的意見： 課后作業(yè)：問題與練習2、3、4第七節(jié) 閉合電路的歐姆定律 參考答案自主學習1.用電器 電源內部 降低 2.正比 反比 3.等于 內外電路當堂達標1、AD 2、B 3、AD 4、C5、C 6、B 7、5.76；0.48、當S斷開時，0.5A；當S閉合時，0.125A9、(1)用排除法可判斷得出R1斷路.（2） E=4V，r=110、（1）E=4V，r=0.5；(2)3.5W；(3)S斷開時，Q1=610-5C；S合上時， Q2=0拓展提高1、C 2、C 3、B 4、B 5、B 6、C 7 、AD 8、C 9、B 10、AD 11、4；66.7% 12、0；3.0 13、（1)1A；(2) 1.210-4C21世紀教育網14、(1)2.5 ;（2）1.5 閉合電路歐姆定律測試課堂同步1下列說法正確的是 ( ) A電源被短路時，放電電流無窮大 B外電路斷路時，路端電壓最高 C外電路電阻減小時，路端電壓升高D不管外電路電阻怎樣變化，其電源的內、外電壓之和保持不變2直流電池組的電動勢為E，內電阻為r，用它給電阻為R的直流電動機供電，當電動機正常工作時，電動機兩端的電壓為U，通過電動機的電流是I，下列說法中正確的是 （ ）A電動機輸出的機械功率是UI B電動機電樞上發(fā)熱功率為I2RABCP圖2-34C電源消耗的化學能功率為EI D電源的輸出功率為EI-I2r3A、B、C是三個不同規(guī)格的燈泡，按圖2-34所示方式連接恰好能正常發(fā)光，已知電源的電動勢為E，內電阻為r，將滑動變阻器的滑片P向左移動，則三個燈亮度變化是（ ）A都比原來亮 B都比原來暗CA、B燈比原來亮，C燈變暗R1R3MOPN rE rR2圖2-35DA、B燈比原來暗，C燈變亮21世紀教育網4如圖2-35所示電路中，電源電動勢為E，內阻為r，電路中O點接地，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，M、N兩點電勢變化情況是（ ）圖2-36A都升高 B都降低CM點電勢升高，N點電勢降低DM點電勢降低，N點電勢升高21世紀教育網EM點電勢的改變量大于N點電勢的改變量R11R2R3E rab圖2-375如圖2-36所示的電路中，電鍵S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，極板間懸浮著一油滴P，欲使P向下運動，應斷開電鍵( ) AS1 BS2 CS3 DS46如圖2-37所示電路中，電源的總功率是40W，R1=4，R2=6，a、b兩點間的電壓是4.8V，電源的輸出功率是37.6W。求電源的內電阻和電動勢。21世紀教育網課后鞏固1.電源電動勢為，內阻為r，向可變電阻R供電.關于路端電壓，下列說法中正確的是 ( ) A因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變21世紀教育網B因為U=IR，所以當R增大時，路端電壓也增大C因為U=IR，所以當I增大時，路端電壓也增大D因為U=-Ir，所以當I增大時，路端電壓下降 2一個電源分別接上8和2的電阻時，兩電阻消耗的電功率相等，則電源內阻為 （ ）圖2-38A1 B2 C4 D83.如圖2-38所示電路中，電池內阻符號為r，電鍵S原來是閉合的.當S斷開時，電流表 ( )Ar=0時示數變大，r0時示數變小Br=0時示數變小，r0時示數變大Cr=0或r0時，示數都變大Dr=0時示數不變，r0時示數變大圖2-394.甲、乙、丙三個燈泡，按圖2-39方式連接到電池組上，如果丙燈泡處發(fā)生短路，某同學對電路各部分發(fā)生的變化作了如下推測(設各燈燈絲不被燒毀):丙燈兩端電壓為零，電池組的路端電壓為零，甲燈變得更亮，乙燈變得更亮，其中 ( ) A只有、正確B只有、止確C只有、正確D只有、正確圖2-405.如圖2-40所示，電源的電動勢和內阻分別為E、r，在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中，電流表、電壓表的示數變化情況為 A電流表先減小后增大，電壓表先增大后減小B電流表先增大后減小，電壓表先減小后增大C電流表一直減小，電壓表一直增大圖2-41D電流表一直增大，電壓表一直減小6.如圖2-41所示電路中，電阻R1=8.當電鍵S斷開時，電壓表的示數為5.7V，電流表的示數為0.75A，電源總功率是9W；當電鍵S閉合時，電壓表的示數為4V.若電鍵斷開和閉合時電源內部損耗的電功率之比是9:16，求電源的電動勢和電阻R2、R3.圖2-427.如圖2-42所示是對蓄電池組進行充電的電路.A、B兩端接在充電機的輸出端上，蓄電池組的內阻r=20，指示燈L的規(guī)格為“6V，3W”.當可變電阻R調到20時，指示燈恰能正常發(fā)光，電壓表示數為52V(設電壓表內阻極大)，試求:(1)蓄電池組的總電動勢.(2)充電機的輸出功率.(3)對蓄電池組的輸入功率.(4)充電機的充電效率. 提速訓練AA2R1R2A1圖2-431如圖2-43所示所示電路，電流表A1和A2為兩個