2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 第7节 闭合电路的欧姆定律课件 新人教版选修3-1

第7节闭合电路的欧姆定律固知识、要点梳理1．闭合电路的组成：闭合电路由内电路和外电路两部分组成．(1)外电路：①用电器、导线组成1________，也就是电源之外的电路部分．②在外电路中，电流的方向为从电源的2______流向3______，沿电流方向电势4______．外电路正极负极降低(2)内电路：①电源5______的电路．②在内电路中，电流的方向为从电源的6______流向7______，沿电流方向电势8______．2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的9________成正比，跟内、外电路的10______之和成反比．(2)表达式：I＝11____________，适用于12________电路．内部负极正极升高电动势电阻ER＋r纯电阻3．闭合电路的功率分析(1)电源总功率：电路消耗电能总功率，公式为P总＝EI.(2)电源的输出功率：外电路消耗功率，公式为P出＝IU＝IE－I2r.(3)电源的内耗功率：电源的内电路消耗的功率，公式为P内＝I2r.(4)各部分功率间的关系：P总＝P出＋P内或IE＝I2R＋I2r.(5)纯电阻电路中电源输出功率的讨论：P出＝UI＝I2R＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.①电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示．②当R＝r时，P出max＝E24r.③一个输出功率P(除最大功率外)对应于两个不同的外电阻R1和R2，且r＝R1R2.④当Rr时，R↑→P出↑；当Rr时，R↑→P出↓.(6)电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值，即η＝P出P总×100%＝RR＋r×100%.1．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2I3，则该电源的内阻是()A．RB．R2C．4RD．R8解析：选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．2.如图所示，电路中电池的电动势E＝5V，内阻r＝10Ω，固定电阻R＝90Ω，R0是可变电阻，在R0从零增加到400Ω的过程中，求：(1)可变电阻R0上消耗功率最大时的阻值和最大热功率；(2)电池的电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和；(3)R0调到多少时R上消耗的功率最大，最大功率是多少？解析：(1)可变电阻R0上消耗的热功率：P0＝I2R0＝ER0＋R＋r2R0＝E2[R0－R＋r]2R0＋4R＋r＝25R0－1002R0＋400，当R0－100Ω＝0时，即R0＝R＋r＝100Ω时，P0最大，其最大值：Pmax＝25400W＝116W.(2)当电流最小时，电阻r和R消耗的热功率最小，此时R0应调到最大400Ω，内阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和为Pmin＝ER0＋R＋r2(R＋r)＝0.01W.(3)R0＝0时，电路中的总电阻最小，因此电路中的电流最大，此时R上有最大功率，即PR＝ER＋r2R＝5290＋102×90W＝0.225W.答案：(1)100Ω116W(2)0.01W(3)00.225W1．路端电压与内电压(1)路端电压：闭合电路中外电路上总的13______降落，也常叫做外电压．(2)内电压：闭合电路中内电路的14______降落．2．路端电压与电流的关系：U＝15__________.电势电势E－Ir3．两种U­I图象的比较图象上的特征电源U­I图象电阻U­I图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻的消耗功率1．(多选)(2019·吉林省梅河口市模拟)将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是()A．由U外＝IR可知，电源的路端电压随总电流I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源的路端电压随总电流I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，电源的路端电压随总电流I的增大而减小D．电源的路端电压变化量与总电流变化量的比值ΔUΔI＝－r解析：选CD由U内＝Ir可知，总电流I增大，则内电压增大，路端电压减小，A、B选项错误；根据闭合电路欧姆定律得，U＝E－Ir，知路端电压U随I的增大而减小，C选项正确；根据电源的外特征曲线可知，电源的路端电压变化量与总电流变化量的比值ΔUΔI＝－r，D选项正确．2．(多选)在如图所示的U­I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．则()A．电源的电动势为3VB．电源的内阻为2ΩC．电阻R的阻值为0.5ΩD．电路内电压为1V解析：选AD电源的外特征曲线与纵轴的交点表示电动势，即电源的电动势为3V，A选项正确；电源的外特征曲线的斜率表示内阻，即电源的内阻为0.5Ω，B选项错误；导体的伏安特性曲线的斜率表示电阻的大小，即电阻R的阻值为1Ω，C选项错误；电源的外特征曲线和导体伏安特性曲线的交点表示路端电压和干路电流，路端电压U＝2V，根据闭合电路欧姆定律可知，内电压为U′＝E－U＝1V，D选项正确．1．闭合电路动态分析的思路闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路：分清电路结构→局部电阻变化→总电阻变化→总电流变化→路端电压变化→各部分电压、电流变化2．闭合电路动态分析的两种方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即：R局增大减小→R总增大减小→I总减小增大→U外增大减小→I局U局(2)结论法——“并同串反”．①“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．②“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻的电流、两端电压、电功率都将增大．1.在如图所示的电路中，开关S原来是闭合的，现将S断开，则灯泡L亮度变化和电容器C带电量变化情况是()A．灯泡L变亮、电容器C带电量增加B．灯泡L变亮、电容器C带电量减少C．灯泡L变暗、电容器C带电量增加D．灯泡L变暗、电容器C带电量减少解析：选A由图可知，当开关闭合时，R2与L串联后与R3并联，再与R1串联；当开关断开时，R3断开，总电阻增大，总电流减小，R1分压及内电压减小，灯泡两端电压增大，故灯泡变亮；电容器并联在电源两端，因内电压减小，路端电压增大，故电容器两端电压增大，由Q＝UC可知，电容器带电量增加，故选A．2．在如图所示的电路中，R1、R3、R4和R5皆为定值电阻，R2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R2的滑动触点由图中a端移动到b端的过程中()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变小解析：选C当滑动变阻器的滑动触头由a端移动到b端的过程中，总电阻变大，干路电流变小，路端电压变大，电压表V的读数变大，并联支路的电压变大，流过电阻R5的电流变大，则流过电流表的电流变小，C选项正确．