高二暑假985培优讲义：第11讲 闭合电路的欧姆定律（原卷版）.docxVIP

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第11讲闭合电路的欧姆定律

1.能应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算。

2.弄清路端电压与负载关系。

3.弄清闭合电路中的功率和效率

一、电动势:

1.定义:在电源内部,非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值。

2.公式:E=

3.单位:伏特,简称:伏,符号:V。

4.物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量。

二、闭合电路欧姆定律

1.闭合电路的能量:

(1)在电源内部,因非静电力做功,将其他形式的能转化为电能,大小为:W=EIt。

(2)电流通过内阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q内=I2rt。

(3)电流通过外电阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q外=I2Rt。

2.闭合电路欧姆定律:

(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。

(2)表达式:I=。

(3)适用条件:外电路为纯电阻电路。

三、路端电压与负载的关系

1.负载和路端电压:负载是外电路中的用电器,路端电压是外电路的电势降落。

2.路端电压U与电流I的关系:

(1)路端电压U与电流I的函数关系式:U=E-Ir。

(2)U-I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。

3.路端电压与外电阻的关系:当R增大时,路端电压U增大,当R减小时,路端电压U减小。

4.两种特殊情况:

(1)当外电路断路时,外电阻R为无穷大,I为零,Ir也为零,可得U=E,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。

(2)当外电路短路时,外电阻R=0,此时电路中的电流最大,即Im=,路端电压为零。

四、闭合电路中的功率和效率

1．当外电路为纯电阻电路时，各部分功率关系分析如下

由EIt＝I2Rt＋I2rt知

EI＝I2R＋I2req\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(P电源＝EI,P外＝I2R,P内＝I2r))

2．电源的输出功率：当外电路为纯电阻电路时讨论如下

(1)电源的输出功率

P出＝I2R＝eq\f(E2,?R＋r?2)R＝eq\f(E2R,?R－r?2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(?R－r?2,R)＋4r)

由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝eq\f(E2,4r)

(2)P出与外电阻R的函数关系图象

图象分析eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Rr时，R越大，P出越大,R＝r时，P出＝\f(E2,4r)，为最大值,Rr时，R越大，P出越小))

(3)电源的效率

η＝eq\f(P出,P)＝eq\f(IU外,IE)＝eq\f(U外,E)＝eq\f(IR,I?R＋r?)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))可见，外电阻R越大，电源的效率越高．

考点一：电动势

【例1】如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（）

A．电池短路时，该电池输出的电流为9A

B．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能

C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9V

D．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能

考点二：闭合电路欧姆定律

【例2】多选）在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻的图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡的曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为，该点的切线与横轴交点坐标为，用该电源直接与电阻或小灯泡连接成闭合电路，由图像可知（）

A．电源电动势为，内阻为

B．为定值电阻，其阻值为

C．接入电源时的电阻为

D．接入电源时电源的输出功率大于接入电源时电源的输出功率

考点三：闭合电路中的功率和效率

【例3】如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（）

A．电动机两端的电压为1.5V

B．电路中的电流为0.5A

C．电动机的输出功率为2.15W

D．电源的总功率为0.25W

1.（2020·北京·高考真题）图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）

A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

2．（2020·江苏·高考真题）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，