专题2.7+闭合电路的欧姆定律-2017-2018学年高二物理人教版（选修3-1）+Word版含解析.docVIP

第二章 恒定电流 第节 的欧姆定律 一、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的组成 （1）外电路： 的电路，在外电路中，沿电流方向电势 。 （2）内电路： 的电路，在内电路中，沿电流方向电势 。 2．闭合电路中的能量转化 如图所示，在电路中电流为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= 。 3．闭合电路的欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。 （2）公式：。 （3）适用范围： 电路。 （4）常用的变形公式及适用范围：E= 或U= 。 二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 （1）公式：U= 。 （2）图象（U–I图象）：如图所示，是一条倾斜的 ，该图线与纵轴交点的纵坐标表示 ，斜率的绝对值表示 。 2．路端电压随外电阻的规律变化 （1）外电阻R增大时，电流I ，外电压U ，当R增大到无限大（断路）时，I= ，U= 。 （2）外电阻R减小时，电流I ，外电压U ，当R减小到零时，，U= 。 电源外部 降低 电源内部 升高 I2Rt+I2rt 正比 反比 纯电阻 U外+U内E–Ir E–Ir 直线 电动势 内阻 减小 增大 0 E 增大 减小 0 一、电路动态分析的基本思路和基本步骤 1．电路分析的基本思路：局部→整体→局部。 2．电路分析的基本步骤 （1）明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压。 （2）由局部电路中电阻的变化确定外电路总电阻的变化。 （3）根据判断闭合电路中总电流的变化情况。 （4）根据U=E–Ir判断闭合电路中总电路的变化情况。 （5）根据串、并联电路的特点判断局部的电流或电压的变化。 【例题1】 如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中 A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 参考答案：A 归纳总结： （1）理想电流表可以认为是短路，理想电压表可以认为是断路。 （2）含电容器的支路电压稳定时可认为是断路，电容器两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压。 二、闭合电路功率随外电阻R的变化关系 电源的输出功率：。 由上式可以看出： 1．当R=r时，电源的输出功率最大，，此时电源效率。 2．当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小。 3．当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大。 4．当时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2=r2。 5．P出与R的关系如图所示。 注意：1．电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是通过它的电流最大的时候。 2判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻。 【例题2】（2017·宁夏石嘴山三中高二期中）把一个滑动变阻器与理想电流表串联后再与理想电压表并联，然后接于一个电池的两极上。当变阻器的滑动头在某一位置时，电流表的读数是03 A，电压表的读数是28 V；当滑动头移到另一位置时，电流表读数是04 A，电压表读数是26 V。试求该自制电池的电动势和内阻。 参考答案：34 V 2 Ω 试题解析：画出电路图。由闭合电路欧姆定律E=U+Ir得 E=28+0.3r E=2.6+0.4r 联立解得：内电阻r=2 Ω，电池的电动势 E=34 V 1．有一电池，外电路断开时的路端电压为3.0 V，外电路接上阻值为8.0 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以确定电池的电动势E和内电阻r为 A．E=2.4 V，r=1.0 Ω B．E=3.0 V，r=2.0 Ω C．E=2.4 V，r=2.0 Ω D．E=3.0 V，r=1.0 Ω 2．（2017·河北定州中学高二周练）如图所示为伏打电池示意图，下列说法中正确的是 A．沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域只有一处 B．电源的电动势高，表明该电源把其他形式的能转化为电能的本领强 C．在静电力作用下，原来静止的正电荷从低电势运动到高电势 D．在溶液中铜板和锌板之间的电压就是内电压 3．如图所示的是一种测量电流表内阻的电路。闭合开关K，调节电阻箱R的阻值，当电阻箱阻值为R1时