.闭合电路的欧姆定律学案.docVIP

第节 闭合电路欧姆定律1.内、外电路： 、导线组成外电路， 是内电路。在外电路中，沿电流方向电势 。 2.闭合电路的电流跟电源电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。这个结论叫做闭合电路欧姆定律。 3.电动势和电压：断路时的路端电压 电源电动势；闭合电路中，电动势等于 电势降落之和。 同步导学 1.路端电压U随外电阻R变化的讨论 电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的： 有： （1）外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高； （2）外电路断开时，R=∞，路端电压U=E; （3）外电路短路时，R=0，U=0，I= (短路电流)，短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾. 2.路端电压与电流的关系 闭合电路欧姆定律可变形为U=E-Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，如图所示.依据公式或图线可知： （1）路端电压随总电流的增大而减小 （2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U—I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势 （3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I=.图线斜率绝对值在数值上等于内电阻 （4）电源的U—I图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r) 例 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_______W。 解析：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6Ω。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2Ω，因此输出功率最大为50W。 3.闭合电路中的电功率和电源的效率 闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路的反映. 由E=U＋U′可得 EI=UI+U′I或EIt=UIt+U′It （1）电源的总功率：P=EI=I（U+U′) 若外电路是纯电阻电路，还有P=I2（R+r)= (2)电源内部消耗的功率：P内=I2r=U′I= (3)电源的输出功率：P出=P总-P内=EI-I2r=UI 若外电路为纯电阻电路，还有P出=I2R （4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路） 电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。 4. 闭合电路中局部电阻的变化而引起电流、电压的变化是典型的电路的动态变化问题。 此类问题应在明确各用电器或电表所对应的电流、电压的基础上，按局部（R的变化）全局（I总、U端的变化）局部（U分、I分的变化）的逻辑思维进行分析推理，使得出的每一个结论都有依据，这样才能得出正确的判断。 例 如图所示的电路中，若将滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时，试判断图中八只表的示数将怎样变化(各电表内阻对电路的影响均不考虑)? 解析： 本题为“动态”分析问题，可用常规分析法逐步推出结论. R2的滑片向下滑动，R2值变大，引起R总变大. 由，可知总电流变小，即电流表A示数变小. 由U＝IR总，可知端压变大，即电压表V示数变大. 由.可知I4变大，即电流表AA示数变大. 由I1＝I↓－I4↑，可知I1变小，即电流表A1示数变小. 由U1＝I1R1可知U1变小，即电压表V1示数变小. 由U2＝U↑－U1↓，可知U2变大，即电压表V2示数变大. 由，可知I3变大，即电流表A3示数变大. 由I2＝I1↓－I3↑，可知I2变小，即电流表A2示数变小. 例 图(a)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知。两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻). (1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻. (2)如图(b)所示，将两个这样的灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值. 解析：(1)把三个这样的电灯串联后，每只电灯得到的实际电压为.再在图(a)上可以查到每只电灯加上4V的实际电压时的工作电流为I＝0.4A.由此可以求出在此时每只电灯的实际电阻. (2)在图(b)所示的混联电路中，设每只电灯上的实际电压和实际电流分别为U和I.