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第1页共6页第八讲电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律1．电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，反映电源把其他形式的能转化为电势能的特性的物理量是__________，它等于电源未接入电路时两极间的电势差．2．闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________，表达式为__________，适用于外电路为________的电路．3．路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压U＝E－Ir.(1)当外电阻R增大时，I________，内电压________，路端电压U增大．当外电路断开时，I＝________，U＝________.(2)当外电阻R减小时，I________，内电压________，路端电压U减小．当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝____________________________.4．由U外＝E－Ir可知，U外I图象是一条斜向下的直线，直线斜率的绝对值等于____________，直线在纵轴上的截距表示________，直线在横轴上的截距表示____________________________________．5．有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为2I/3，则该电源的内阻是()A．RB．R/2C．4RD．R/86．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V【概念规律练】知识点一闭合电路欧姆定律1.如图1所示，当开关S断开时，电压表示数为3V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8V，则外电阻R与电源内阻r之比为()A．5∶3B．3∶5C．2∶3D．3∶22.如图2所示，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，灯泡上标有“6V12W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．图1图2第2页共6页知识点二路端电压与负载的关系3．若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()A．U′＝IRB．U′＝E－UC．U＝E＋IrD．U＝RR＋r·E4．如图3所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电动势大于电路B的电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法5．如图4所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为()A．电压表示数增大，电流表示数减小B．电压表示数减小，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减小6．在如图5所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表○A的读数为I，电压表○V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时()A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小二、闭合电路欧姆定律的应用7．如图6所示的电路，已知电源电动势E＝36V，内电阻r＝2Ω，R1＝20Ω，每盏灯额定功率都是2W，额定电压也相同．当S闭合，调到R2＝14Ω时，两灯都正常发光；当S断开后要使L2仍正常发光，求R2应调到何值？1．在闭合电路中，下列叙述正确的是()A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B．当外电路断开时，路端电压等于零C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大D．当外电阻增大时，路端电压也增大2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系下列说法正确的是()图3图4图5图6第3页共6页A．若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D．若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和3.如图7所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U—I图象，则下列说法中正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1I2B．电动势E1＝E2，内阻r1r2C．电动势E1E2，内阻r1r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大4.如图8所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大5．在如图9所示电路中，当变阻器的滑动头P由a向b端移动时()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小6．在图10所示的电路中，电源的内阻不能忽略．已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V．则当开关S置于位置2时，电压表读数的可能值为()A．2.2VB．1.9VC．1.6VD．1.3V7.如图11所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是()A．R1短路B．R2断路C．R3断路D．R1、R2同时短路8．如图12所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，则()A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流9．如图13所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是()图7图8图9图10图11图12图13第4页共6页A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大10．用如图14甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图像，由图像可知()A．电池电动势为1.40VB．电池内阻值为3.50ΩC．外电路短路时的电流为0.40AD．电压表示数为1.20V时，电流表的示数I′约为0.20A11．如图15所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5V2.5W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，这时电阻R两端的电压为4V．求：(1)电阻R的值；(2)电源的电动势和内阻．12．如图16所示电路中，E＝10V，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，电池内阻不计，求：(1)闭合开关S，稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量．图14图15图16第5页共6页电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律答案课前预习练1．电动势2．正比反比I＝ER＋r纯电阻3．(1)减小减小0E(2)增大增大Er4．电源内阻电动势短路电流I＝Er5．C[由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I＝E2R＋r，两电阻并联时23I＝12·ER2＋r，解得r＝4R，故选C.]6．D[由已知条件得：E＝800mV.又因I短＝Er，所以r＝EI短＝80040Ω＝20Ω.所以U＝IR＝ER＋rR＝80020＋20×20mV＝400mV＝0.40V，选项D正确．]课堂探究练1．D[S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E＝3V．S闭合时，U外＝1.8V，所以U内＝E－U外＝1.2V．因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.]2．36W解析因灯泡正常发光，所以I＝PU＝126A＝2AU内＝Ir＝2×1V＝2V所以电动机电压为UM＝E－U内－U＝30V－2V－6V＝22V电动机输出的机械功率为P机＝UMI－I2R＝22×2W－22×2W＝36W.3．BD4．ACD[在路端电压与总电流的关系图线(U—I)中，图线在U轴上的截距表示电动势E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见EAEB，rArB.图中两直线的交点坐标为(I1、U1)，由R＝UI可知，路端电压都为U1时，它们的外电阻相等．由U′＝Ir可知，电流都是I1时，因r不相等，故两电源内电压不相等．所以选项A、C、D正确．]5．A6．D[本题考查闭合电路的动态分析．当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表○V的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联两端电压变小，则电流表○A的读数I变小，故选D.]方法总结闭合电路的动态分析是一类非常典型的题目类型，解决这类问题的关键是抓住电源的E、r不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，根据闭合电路欧姆定律公式I＝ER＋r，以及E＝U外＋U内＝IR＋Ir进行正确推理，从而判定路端电压U外和内电压U内的变化．然后再应用串、并联电路第6页共6页的特点判断外电路的电流或某个电阻的变化情况，即应用“部分——整体——部分”这样的顺序分析．7．50Ω[设所求阻值为R2′，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL.当S闭合时，E1＝UL＋I1(R1＋r＋R2)，当S断开时，E2＝UL＋I2(R1＋r＋R2′)，又因为E1＝E2＝E，I1＝2I2＝2I(I为额定电流)，得I(R1＋r＋2R2－R2′)＝0，但I≠0，所以R1＋r＋2R2＝R2′，即R2′＝20Ω＋2Ω＋2×14Ω＝50Ω.]方法总结闭合电路欧姆定律的三种表达形式最根本的原理是电动势等于内、外电路电压的和，因此解题时只需分析内、外电路的电压，然后列式求解．课后巩固练1．AD2.D3．AD[由图象可知两电源的U—I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误．由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确．]4．A[滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗的功率变大，C错误；定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误．]5．B6.B7.C8.BD9．C[合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联．合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流也即流过R1的电流增大，C正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P＝IE增大，A错误．通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压降低，L1消耗的功率降低，通过R3与L3的电流减小，B、D均错误．]10．AD[图像与纵坐标轴的交点为电池的电动势E＝1.40V；电池的内阻r＝ΔUΔI＝1.40－1.000.40Ω＝1Ω；根据E＝U＋I′r，代入数据得I′＝E－Ur＝1.40－1.201A＝0.20A，故A、D正确．]11．(1)4Ω(2)6V2Ω解析(1)电阻R的值为R＝U2I2＝41Ω＝4Ω.(2)当开关接a时，有E＝U1＋I1r，又U1＝5V，I1＝P1U1＝2.55A＝0.5A.当开关接b时，有E＝U2＋I2r，又U2＝4V，I2＝1A，联立解得E＝6V，r＝2Ω.12．(1)1A(2)1.2×10－4C解析(1)闭合S时：I＝ER1＋R2＝104＋6A＝1A(2)设S闭合与断开时C的电荷量分别为Q1、Q2，则：Q1＝CIR2Q2＝CE所以，断开S后，流过R1的电荷量为：ΔQ＝Q2－Q1＝30×10－6×(10－6)C＝1.2×10－4C