新高考物理一轮复习易错题练习——易错点19 闭合电路的欧姆定律（含解析）.docVIP

易错点19闭合电路的欧姆定律

易错总结

1．静电力和非静电力

(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力.

(2)非静电力的来源

①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能．

②在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能．

2．静电力与非静电力做功的比较

(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功．通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．

(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功．静电力做功将电能转化为其他形式的能．

3．电动势

(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大．

(2)公式E＝eq\f(W,q)是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同．

(3)电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．

4.内、外电路中的电势变化

如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．

5．闭合电路欧姆定律的几种表达形式

(1)I＝eq\f(E,R＋r)、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．

(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路．

6．路端电压与负载的关系：U＝E－U内＝E－eq\f(E,R＋r)r，随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压U＝E；这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势．

7.路端电压与电流的关系：U＝E－Ir.

8．电源的U－I图像：如图所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻．

解题方法

一、闭合电路欧姆定律及其能量分析

1．闭合电路中的能量转化

(1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt.

(2)时间t内外电路产生的内能为Q外＝I2Rt.内电路产生的内能为Q内＝I2rt.

(3)根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W＝Q外＋Q内，即EIt＝I2Rt＋I2rt.

2．闭合电路的欧姆定律

(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＝eq\f(E,R＋r).

(3)另一种表达形式：E＝U外＋U内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和．

二、路端电压与负载的关系

1．路端电压的表达式：

U＝E－Ir.

2．路端电压随外电阻的变化规律

(1)当外电阻R增大时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大．

(2)当外电阻R减小时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小．

(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E.即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝eq\f(E,r).

【易错跟踪训练】

易错类型1：不能熟练应用数学知识解题

1．（2021·上海）如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为小灯泡L的U－I图线，将L接在该电源两端组成闭合电路。则下列说法正确的是（）

A．电源的内阻为SKIPIF10Ω

B．此时电源内电压为3V

C．此时电源的输出功率为6W

D．小灯L的额定功率一定为6W

【答案】C

【详解】

A．直线A的斜率的绝对值等于电源的内阻即

SKIPIF10

故A错误；

B．电路中的电流为2A，此时电源内电压为

SKIPIF10

故B错误；

C．此时电源的输出功率为

SKIPIF10

故C正确；

D．由于不知道此时灯泡是否正常发光，则无法确定小灯L的额定功率，故D错误。

故选C。

2．（2021·全国高三专题练习）在生活中经常用电池作直流电源，探究电源的功率和内阻消耗功率如何随电流变化是一个重要课题。如图所示，直线OMQ为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线ONQ为该直流电源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，M、N两点对应的横坐标均为2A。随着外电路电阻的增大（）

A．电源输出功率一直增大

B．电源输出功率一直减小

C．电源内阻消耗的功率一直增大

D．MN表示的功率为4W

【答案】D

【详解】

AB．Q点表示电源的总功率全部转化为热功率，即Q点表示外电路短路，外电阻为零，电源的总功率

P=EI

可知电源