第二章 第7節(jié) 閉合電路的歐姆定律

1、名師課堂名師課堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通第第二二章章恒恒定定電電流流新知預(yù)習(xí)新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì)要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二第第7 7節(jié)節(jié)閉閉合合電電路路的的歐歐姆姆定定律律創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升課下作業(yè)綜合提升要點(diǎn)三要點(diǎn)三要點(diǎn)四要點(diǎn)四1能夠推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律能夠推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律 及其公式，知道電源的電動(dòng)勢(shì)等及其公式，知道電源的電動(dòng)勢(shì)等 于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。2理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系， 并能用歐姆定律進(jìn)行電路的分并能用歐姆定律進(jìn)行電路的分 析和計(jì)算。析和計(jì)算。3掌握電源的功率、輸出

2、功率及內(nèi)阻掌握電源的功率、輸出功率及內(nèi)阻 的消耗功率，并能熟練地用能的的消耗功率，并能熟練地用能的 觀點(diǎn)來(lái)解決閉合電路的有關(guān)問(wèn)題。觀點(diǎn)來(lái)解決閉合電路的有關(guān)問(wèn)題。 讀教材讀教材填要點(diǎn)填要點(diǎn) 1閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律 (1)閉合電路組成：閉合電路組成： 外電路：是指電源外部由外電路：是指電源外部由 和和 組成的組成的電路。在外電路中沿電流方向電勢(shì)電路。在外電路中沿電流方向電勢(shì) 。 內(nèi)電路：是指電源內(nèi)部的電路。在內(nèi)電路中，沿電內(nèi)電路：是指電源內(nèi)部的電路。在內(nèi)電路中，沿電流方向電勢(shì)流方向電勢(shì) 。用電器用電器導(dǎo)線導(dǎo)線降低降低升高升高 (2)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化：閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化： 如圖

3、如圖271所示，電路中電流為所示，電路中電流為I，在時(shí)間，在時(shí)間t內(nèi)，非靜電力所做的功等于內(nèi)，非靜電力所做的功等于內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能內(nèi)外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，即的總和，即EIt 。I2RtI2rt圖圖271正比正比反比反比純電阻純電阻EIrU外外 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)在閉合電路中只有純電阻電路中才存在閉合電路中只有純電阻電路中才存在在IEtI2RtI2rt的能量關(guān)系，若為非純電阻電路，只能的能量關(guān)系，若為非純電阻電路，只能有有IEtIUtI2rt。增大增大 (2)路端電壓與電流關(guān)系：路端電壓與電流關(guān)系： 公式：公式：U 。 圖像圖像(UI圖像圖像)：如圖：如圖272所示

4、是一條傾斜的直線，該直線與縱所示是一條傾斜的直線，該直線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)表示軸交點(diǎn)的坐標(biāo)表示 ，斜率的絕對(duì)值表，斜率的絕對(duì)值表示示 。EIr電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E圖圖272電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻r 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)用電壓表直接測(cè)得的電源兩端的電壓，用電壓表直接測(cè)得的電源兩端的電壓，小于電源的電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻實(shí)際不是無(wú)窮大。小于電源的電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻實(shí)際不是無(wú)窮大。 試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)只有用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)_電路，電電路，電路中才有電流，用電器、電線組成路中才有電流，用電器、電線組成_電路，電源電路，電源內(nèi)部是內(nèi)部是_電路。在外電路中，正電荷

5、在電路。在外電路中，正電荷在_的作用下由正極移到負(fù)極，在電源中的作用下由正極移到負(fù)極，在電源中_把正電荷把正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極。電流方向：在外電路上從從負(fù)極移動(dòng)到正極。電流方向：在外電路上從_極到極到_極，在電源內(nèi)部從極，在電源內(nèi)部從_極到極到_極。極。答案：答案：閉合外內(nèi)電場(chǎng)力非靜電力電源正電閉合外內(nèi)電場(chǎng)力非靜電力電源正電源負(fù)電源負(fù)電源正源負(fù)電源負(fù)電源正2電源內(nèi)部的電路，其電阻為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻所降落的電源內(nèi)部的電路，其電阻為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻所降落的電壓稱為電壓稱為_；電源外部的電路，其兩端電壓稱為；電源外部的電路，其兩端電壓稱為_或或_電壓。電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓的關(guān)電壓。電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)、外電壓的關(guān)

6、系可表示成：系可表示成：_，該式適用于任何閉合電路。，該式適用于任何閉合電路。答案：答案：內(nèi)電壓外電壓路端內(nèi)電壓外電壓路端EU外外U內(nèi)內(nèi)3某閉合電路的路端電壓與電流的某閉合電路的路端電壓與電流的關(guān)系圖像如圖關(guān)系圖像如圖273所示，由所示，由圖知，閉合電路中的電源的電圖知，閉合電路中的電源的電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)勢(shì)為_，電源的內(nèi)電，電源的內(nèi)電阻為阻為_。圖圖273答案：答案：2 V4 答案：答案：BD 1確定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻確定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)由由EUIr知，只要知道兩組知，只要知道兩組U、I的值的值(U1、I1，U2、I2)，就可以通過(guò)解方程組，求出，就可以通過(guò)解方程組，求出E、r的值。的值。

7、 2解決閉合電路問(wèn)題的一般步驟解決閉合電路問(wèn)題的一般步驟 (1)分析電路：認(rèn)清各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)分析電路：認(rèn)清各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)畫等效電路圖，特別注意電壓表和電流表對(duì)應(yīng)的電路。畫等效電路圖，特別注意電壓表和電流表對(duì)應(yīng)的電路。 (2)求總電流求總電流I：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值：若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)、和電源電動(dòng)勢(shì)，可用閉合電路歐姆定律直接求出；若內(nèi)、外電路上有多個(gè)未知電阻，可利用某一部分電路的已知電外電路上有多個(gè)未知電阻，可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流流和電壓求總電流I；當(dāng)以上方法都行不通時(shí)，可以

8、應(yīng)用；當(dāng)以上方法都行不通時(shí)，可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出聯(lián)立方程求出I。 (3)各部分的電壓、電流：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)各部分的電壓、電流：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流?；虿糠蛛娐窔W姆定律求各部分電路的電壓和電流。 (4)注意適用條件：外電路含有非純電阻元件時(shí)注意適用條件：外電路含有非純電阻元件時(shí)(如電如電動(dòng)機(jī)、電解槽等動(dòng)機(jī)、電解槽等)，不能直接用歐姆定律解決電流問(wèn)題，不能直接用歐姆定律解決電流問(wèn)題，可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算。可以根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)或能量守恒定律進(jìn)行列式計(jì)算。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛不特殊指明時(shí)，電壓表內(nèi)阻可認(rèn)為無(wú)窮不特殊指明

9、時(shí)，電壓表內(nèi)阻可認(rèn)為無(wú)窮大大(相當(dāng)于斷路相當(dāng)于斷路)。電流表的內(nèi)阻認(rèn)為是零。電流表的內(nèi)阻認(rèn)為是零(即相當(dāng)于導(dǎo)線即相當(dāng)于導(dǎo)線)。 1如圖如圖274所示的電路中，所示的電路中，當(dāng)當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表閉合時(shí)，電壓表和電流表(理想電理想電表表)的讀數(shù)分別為的讀數(shù)分別為1.6 V和和0.4 A，當(dāng)，當(dāng)S斷開時(shí)，它們的示數(shù)變?yōu)閿嚅_時(shí)，它們的示數(shù)變?yōu)?.7 V和和0.3 A，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各為多少？，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻各為多少？圖圖274審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)(1)明確明確S閉合前后閉合前后R1和和R2的連接方式。的連接方式。(2)明確電壓表所測(cè)電壓為路端電壓。明確電壓表所測(cè)電壓為路端電壓。解析解析

10、當(dāng)當(dāng)S閉合時(shí)，閉合時(shí)，R1和和R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得：姆定律得：U端端1EI1r，代入數(shù)據(jù)得：，代入數(shù)據(jù)得：E1.60.4r當(dāng)當(dāng)S斷開時(shí)，只有斷開時(shí)，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得：接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U端端2EI2r，代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：E1.70.3r聯(lián)立得：聯(lián)立得：E2 V，r1 答案答案2 V1 解決這類問(wèn)題應(yīng)該充分利用題設(shè)條件，結(jié)合閉合電解決這類問(wèn)題應(yīng)該充分利用題設(shè)條件，結(jié)合閉合電路歐姆定律列方程求解，在求解過(guò)程中要注意電流的變路歐姆定律列方程求解，在求解過(guò)程中要注意電流的變化，因?yàn)殡娏魇沁B接內(nèi)外電路的紐帶?；?，因?yàn)殡?/p>

11、流是連接內(nèi)外電路的紐帶。 閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化，就會(huì)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)影響整個(gè)電路，使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。其分析的一般思路為：生變化。其分析的一般思路為： (1)確定電路的外電阻確定電路的外電阻R外總外總?cè)绾巫兓寒?dāng)外電路的如何變化：當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大任何一個(gè)電阻增大(或減小或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大時(shí)，電路的總電阻一定增大(或或減小減小)；若電鍵的閉合使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增；若電鍵的閉合使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大；若電鍵的閉合使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。大

12、；若電鍵的閉合使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。 (5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化。的電壓如何變化。 (6)確定支路兩端電壓如何變化以及通過(guò)各支路的電確定支路兩端電壓如何變化以及通過(guò)各支路的電流如何變化流如何變化(可利用串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電可利用串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系流關(guān)系)。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛電路中任一電阻增大電路中任一電阻增大(減小減小)，則該電阻，則該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大兩端的電壓一定會(huì)增大(減小減小)，而通過(guò)該電阻的電流會(huì)，而通過(guò)該電阻的電流會(huì)減小減小(增大增大)。 2(2011海南高考

13、海南高考)如圖如圖275 ，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，為定值電阻，S0、S為開關(guān)，為開關(guān)， 與與 分別為電壓表與電流表。初始時(shí)分別為電壓表與電流表。初始時(shí)S0與與S均閉合，現(xiàn)將均閉合，現(xiàn)將S斷開，則斷開，則()圖圖275A 的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大， 的讀數(shù)變小的讀數(shù)變小B 的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大， 的讀數(shù)變大的讀數(shù)變大C 的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小， 的讀數(shù)變小的讀數(shù)變小D 的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小， 的讀數(shù)變大的讀數(shù)變大 解析解析S斷開相當(dāng)于電阻變大，總電流減小，故端電斷開相當(dāng)于電阻變大，總電流減小，故端電壓增大，壓增大， 的讀數(shù)變大，把的讀數(shù)變大，

14、把R1歸為內(nèi)阻，則歸為內(nèi)阻，則R3中的電壓也中的電壓也增大，增大，R3中的電流也增大，電流表示數(shù)變大，故中的電流也增大，電流表示數(shù)變大，故B正確。正確。 答案答案B 此類問(wèn)題解題思路是：先判斷電阻變化情況，然后此類問(wèn)題解題思路是：先判斷電阻變化情況，然后根據(jù)根據(jù)IE/(Rr)判斷電流變化情況，再判斷路端電壓變判斷電流變化情況，再判斷路端電壓變化情況，然后根據(jù)串、并聯(lián)的知識(shí)判斷電表示數(shù)變化或化情況，然后根據(jù)串、并聯(lián)的知識(shí)判斷電表示數(shù)變化或某一電阻、用電器等電流、電壓和功率的變化。某一電阻、用電器等電流、電壓和功率的變化。圖圖276 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛當(dāng)當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大，但時(shí)，電源的輸出

15、功率最大，但效率僅為效率僅為50%，只有外電路斷路時(shí)電源的效率才可能達(dá)，只有外電路斷路時(shí)電源的效率才可能達(dá)到到100%。 3如圖如圖277所示，線段所示，線段A為為某電源的某電源的UI圖線，線段圖線，線段B為某電阻為某電阻的的UI圖線，當(dāng)上述電源和電阻組圖線，當(dāng)上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求：成閉合電路時(shí)，求： 圖圖277(1)電源的輸出功率電源的輸出功率P出出多大？多大？(2)電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？(3)電源的效率電源的效率多大？多大？ 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥對(duì)圖像問(wèn)題要做到四看：看橫、縱坐標(biāo)對(duì)圖像問(wèn)題要做到四看：看橫、縱坐標(biāo)軸上的截距，看圖線的斜率，看圖像的交

16、點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上軸上的截距，看圖線的斜率，看圖像的交點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析判斷。進(jìn)行正確的分析判斷。答案答案(1)4 W(2)2 W(3)66.7 % 電源的電源的UI圖線與電阻的圖線與電阻的UI圖線的物理意義不同，圖線的物理意義不同，前者是路端電壓與電路電流的函數(shù)關(guān)系；后者是加在電阻前者是路端電壓與電路電流的函數(shù)關(guān)系；后者是加在電阻兩端的電壓與通過(guò)的電流的函數(shù)關(guān)系。從圖像中能知道哪兩端的電壓與通過(guò)的電流的函數(shù)關(guān)系。從圖像中能知道哪些物理量及從兩個(gè)圖像能求出哪些物理量是解題的關(guān)鍵。些物理量及從兩個(gè)圖像能求出哪些物理量是解題的關(guān)鍵。 電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件。在直流電路中，當(dāng)電容器是一個(gè)儲(chǔ)

17、存電能的元件。在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路達(dá)到電容器充放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，在電容器處電路看作是斷路，畫等效電路時(shí)，可元件，在電容器處電路看作是斷路，畫等效電路時(shí)，可以先把它去掉。以先把它去掉。 1分析和計(jì)算含有電容器的直流電路分析和計(jì)算含有電容器的直流電路 (1)電路穩(wěn)定時(shí)：電容器所在支路相當(dāng)于斷路。因此，電路穩(wěn)定時(shí)：電容器所在支路相當(dāng)于斷路。因此，該支路上的電阻兩端無(wú)電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線。該支路上的電阻兩端無(wú)電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線。 (2

18、)當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)：電容器兩端當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)：電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。 (3)電路中的電流、電壓變化時(shí)：將會(huì)引起電容器的電路中的電流、電壓變化時(shí)：將會(huì)引起電容器的充放電。如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電；充放電。如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電；反之電容器放電，通過(guò)與電容器串聯(lián)的電阻的電荷量等反之電容器放電，通過(guò)與電容器串聯(lián)的電阻的電荷量等于電容器帶電量的變化。于電容器帶電量的變化。 2解答含電容器電路問(wèn)題的步驟解答含電容器電路問(wèn)題的步驟 (1)應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律分析出電容器兩極板間的電應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)

19、律分析出電容器兩極板間的電壓及其變化情況。壓及其變化情況。 (2)根據(jù)平行板電容器的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析求解。根據(jù)平行板電容器的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析求解。 圖圖278 4如圖如圖278所示，電容器所示，電容器C16 F，C23 F，電阻，電阻R16 ，R23 。C、D為兩端點(diǎn)，為兩端點(diǎn)，當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的兩點(diǎn)間的電壓電壓UAB為多少？當(dāng)為多少？當(dāng)S閉合時(shí)，電容器閉合時(shí)，電容器C1的電荷量改變了多的電荷量改變了多少？少？(已知電壓已知電壓U18 V) 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥與電容器串聯(lián)的電阻兩端等電勢(shì)。與電容器串聯(lián)的電阻兩端等電勢(shì)。 解析解析在電路中電容器在電路中電容器C1、C2的作

20、用是斷路，當(dāng)開的作用是斷路，當(dāng)開關(guān)關(guān)S斷開時(shí)，電路中無(wú)電流，斷開時(shí)，電路中無(wú)電流，B、C等電勢(shì)，等電勢(shì)，A、D等電勢(shì)。等電勢(shì)。因此因此UABUACUDC18 V。當(dāng)當(dāng)S斷開時(shí)，電容器斷開時(shí)，電容器C1所帶電荷量為所帶電荷量為Q1C1UAC610618 C1.08104 C。Q1C1UAC610612 C0.72104 C。電容器電容器C1所帶電荷量的變化量為：所帶電荷量的變化量為：QQ1Q13.6105 C?！啊碧?hào)表示減少。號(hào)表示減少。答案答案18 V減少了減少了3.6105 C 電容器極板間有絕緣介質(zhì)，直流電流不能通過(guò)，因電容器極板間有絕緣介質(zhì)，直流電流不能通過(guò)，因此電阻與電容器串聯(lián)時(shí)，電阻

21、無(wú)電流通過(guò)，電阻兩端電此電阻與電容器串聯(lián)時(shí)，電阻無(wú)電流通過(guò)，電阻兩端電壓為零；電阻與電容器并聯(lián)時(shí)，電容器兩端電壓與電阻壓為零；電阻與電容器并聯(lián)時(shí)，電容器兩端電壓與電阻兩端電壓相等。兩端電壓相等。1(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)某電池當(dāng)外電路斷開時(shí)的路端電壓為某電池當(dāng)外電路斷開時(shí)的路端電壓為3 V，接上接上8 的負(fù)載電阻后其路端電壓降為的負(fù)載電阻后其路端電壓降為2.4 V，則可以斷，則可以斷定該電池的電動(dòng)勢(shì)定該電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r為為 ()AE2.4 Vr1 BE3 Vr2 CE2.4 Vr2 DE3 Vr1 解析：解析：由題知，電源的電動(dòng)勢(shì)為由題知，電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，接入外電阻，外電，接入外電阻，外電壓為壓為2.4 V，IU/R0.3 A，由，由IE/(Rr)解得解得r2 。答案：答案：B2(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)如圖如圖279所示，所示，A、B、C三只電燈均能發(fā)光，當(dāng)把三只電燈均能發(fā)光，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的觸頭滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，向下滑動(dòng)時(shí)，三只電燈亮度的變化是三只電燈亮度的變化是 ()AA、B、C都變亮都