12.2 閉合電路的歐姆定律（第二課時(shí)） 【知識(shí)精研】高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章

電能能量守恒定律12.2閉合電路的歐姆定律2010203功率與效率知識(shí)點(diǎn)總結(jié)提升路端電壓與負(fù)載閉合電路動(dòng)態(tài)分析04電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。外電路的電勢(shì)降落叫路端電壓U=IRE、rsR1AVR0負(fù)載六.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系E=U+U內(nèi)=IR+Ir外電路中的用電器叫負(fù)載內(nèi)電路的電勢(shì)降落叫內(nèi)電壓U內(nèi)=IrE=U+Ir

小燈泡的規(guī)格都相同，兩個(gè)電路中的電池也相同。多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？問題1.負(fù)載（外電阻R）變化時(shí)，電路中的電流就會(huì)變化，路端電壓U會(huì)變化嗎？R越大U越大1.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系R越大，I越小，U越大電路中電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是一定的，根據(jù)“越并越小”，可知路端總電阻減少。根據(jù)可知，電流增加。再根據(jù)U=E－Ir可知，路端電壓減少，所以變暗。這就解釋前面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。外電路斷路時(shí)R無窮大2.外電路斷路時(shí)路端電壓UBDCAI=0，U內(nèi)=0，U=E在電源末接入電路的情況下，用電壓表直接測量電池兩極所得到的數(shù)值，近似等于電源電動(dòng)勢(shì)的大小。外電路短路時(shí)R=03.外電路短路時(shí)路端電壓UU內(nèi)=I短r=E，U=E-U內(nèi)=0BDCA電源內(nèi)阻一般很小，短路時(shí)電路中電流很大，很容易燒壞電源甚至引起火災(zāi)，所以絕對(duì)不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接在一起使用1.圖像的函數(shù)表達(dá)式：U=E-Ir=-rI+E，對(duì)比一次函數(shù)圖像

y=kx+b作圖(2)橫截距表示電源的短路電流(3)圖像斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻(1)縱截距為電源的電動(dòng)勢(shì)E。2.圖像的物理意義UIOEI短θ斷路短路七.路端電壓U隨電流I變化的圖像練習(xí)1.（多選）圖1為利用理想電表“測量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖。實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值，通過描點(diǎn)作圖得到如圖2的U-I圖線。下列判斷正確的是（）A．電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5VB．電源的內(nèi)阻r=3.0ΩC．當(dāng)電壓為1.4V時(shí)，外電路電阻阻值R=14ΩD．當(dāng)電流為0.2A時(shí)，電源內(nèi)電壓U內(nèi)=1.5VAC練習(xí)2.（多選）如圖所示，直線A為某電源的U—I圖線，曲線B為某小燈泡L的U—I圖線的一部分，用該電源和小燈泡L串聯(lián)起來組成閉合回路時(shí)燈泡L恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（）A．燈泡L的額定電壓為2V，額定功率為4WB．此電源的內(nèi)電阻為0.5Ω，此時(shí)燈泡L的電阻大于1ΩC．此時(shí)電源內(nèi)阻的熱功率為4WD．把燈泡L換成阻值恒為0.5Ω的純電阻，電源的輸出功率將增大，但效率降低AD練習(xí)3.如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，標(biāo)有“5V，2.5W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，通過電阻R的電流為1A，這時(shí)電阻R兩端的電壓為4V。則下列說法正確的是（）A．電阻R的阻值為0.25Ω

B．電源的電動(dòng)勢(shì)為5VC．電源的電動(dòng)勢(shì)為6V D．電源的內(nèi)阻為2ΩCD練習(xí)4.如圖所示的電路，已知R>r+R0，r>R0，其中r、R0是已知的，求：(1)當(dāng)R多大時(shí)，電源的輸出功率最大(2)當(dāng)R多大時(shí)，R0的功率最大(3)當(dāng)R多大時(shí)，R的功率最大解：（1）R+R0=r，R=r-R0輸出功率最大（2）R是定值電阻，電路中電阻最小，電流最大，

R0功率最大（3）電源與

R0等效成新的電源。電源內(nèi)阻為R0+r

R=R0+r，外電路R功率最大練習(xí)5.如圖所示，R1=8.0Ω，R2=5.0Ω，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S扳到位置1時(shí)，測得的電流I1=0.2A；當(dāng)S扳到位置2時(shí)，測得電流I2=0.3A。求電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。解：E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)E=1.8Vr=1Ω練習(xí)6.如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為1.8V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為（

）A.5：3B.3：5C.2：3D.3：2D1.電源的總功率：2.電源內(nèi)阻上消耗的功率：3.電源輸出功率（外電路的功率）：

rERsI八.閉合電路的功率和效率R越大，η越大，當(dāng)R無窮大時(shí)η為100%，但無實(shí)際意義。4.電源的效率:rERsI5.輸出功率P出與外電阻R的關(guān)系rERsI當(dāng)R=r時(shí)，P出有最大值當(dāng)R<r時(shí)，R增大，P出增大當(dāng)R>r時(shí)，R增大，P出減小當(dāng)P出<Pmax時(shí)，每個(gè)功率都有兩個(gè)電阻值與之對(duì)應(yīng)韋達(dá)定理練習(xí)7.在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.12Ω，外電路的電阻為1.38Ω，求：(1)電路中的電流I(2)路端電壓U(3)電源的效率η練習(xí)8.如圖所示，如果電路中有非純電阻電學(xué)元件，電源的最大輸出功率能求嗎？解：非純電阻電路要用普適公式UOIm

IEM（I，U）βαb

U-I圖像的拓展1.a為電源的U-I圖像，b為外電阻的U-I圖像2.a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大小tanα；

b的斜率表示外電阻的大小tanβ；3.兩者的交點(diǎn)（工作點(diǎn)）坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓;UIa4.交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形UMIO的面積表示輸出功率；練習(xí)9.硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像（電池內(nèi)阻不是常數(shù)），圖線b是某電阻R的U-I圖像．在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列相關(guān)敘述說法正確的是（

）A．此時(shí)硅光電池的內(nèi)阻為12.5?B．此時(shí)硅光電池的輸出功率為0.2WC．此時(shí)硅光電池的總功率為0.72WD．此時(shí)硅光電池的輸出效率為40%C電源的輸出電流與外電路電阻關(guān)系:ORII-R圖像的拓展電源的路端電壓與外電路電阻的關(guān)系:ORUU-R圖像的拓展1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開或閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。2.動(dòng)態(tài)電路分析的兩種常用方法九.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)與分析(1)程序法：串反：指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。荒骋浑娮铚p小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。串反并同法并同：指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。特別注意：若不計(jì)電源內(nèi)阻，除路端電壓U外始終等于電源電動(dòng)勢(shì)E，不滿足“串反并同”外，其他的條件仍然成立。練習(xí)10.如圖所示，把滑片向右移動(dòng)一段距離，V1變化量為ΔU1，V2變化量為ΔU2，則（）A.|ΔU1|>|ΔU2|B.|ΔU1|=|ΔU2|C.|ΔU1|<|ΔU2|D.

ΔU1<0，ΔU2>0AD練習(xí)11.如圖所示，把滑片向左移動(dòng)一段距離，則正確的是（）A.B.C.D.

ACD定值電阻R1?U1=U1-U1’=(I-I1)R1=?IR1?U1/?I=R1可變電阻R2?U2/?I=R1+r?U2=U2-U2’=(I-I1)(R1+r)=?I(R1+r)U1=IR1U1’=I1R1U2=E-I(R1+r)U2’=E-I1(R1+r)U=E-Ir

U’=E-I1r?U=U-U’=(I-I1)r=?Ir?U/?I=r3.含容電路分析(1)在恒定直流電路中，含有電容器的支路相當(dāng)于斷路，畫等效電路圖時(shí)可以去掉電容器，但電容器兩端存在可以有電勢(shì)差(2)電阻與電容器串聯(lián)時(shí)電阻相當(dāng)于導(dǎo)線（斷路的支路無電流，電阻兩端無電勢(shì)差，相當(dāng)于導(dǎo)線）(3)電阻與電容器并聯(lián)時(shí)，電容器兩端電壓與電阻兩端電壓相同(4)計(jì)算電容器的電量可用公式Q＝CU(5)求電容器的電量變化ΔQ，要注意兩極板上的電性，若電性未發(fā)生變化ΔQ＝Q2-Q1，電性發(fā)生了變化則ΔQ＝Q2+Q14.電路故障分析(1)斷路：電流為零，電壓不為零(2)短路：電壓為零，電流不為零注意：不論用電器斷路還是短路，電路都不能工作練習(xí)12.如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是（）A.R1斷路B.R2斷路C.R3短路D.R4短路電勢(shì)節(jié)點(diǎn)法電荷經(jīng)過用電器對(duì)外做功，電勢(shì)降低。從正極開始標(biāo)出節(jié)點(diǎn)abcedfφa>φb>φe=φc=φd>φfφfφaφbφeφcφdAR4R2R1R3L1L2R2R1R3AR4L2L1練習(xí)12.如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是（）A.R1斷路B.R2斷路C.R3短路D.R4短路AR2R1R3AR4L2L1課堂小結(jié)功率與效率動(dòng)態(tài)電路路端電壓外電路中的用電器叫負(fù)載，外電路的電勢(shì)降落叫路端電壓。U＝E－Ir輸出功率ORPrPmBDACU=IR=ER+rR=E1+rR串反并同練習(xí)13.（多選）如圖所示，平行金屬板中有一個(gè)帶電油滴懸浮在兩板間的P點(diǎn)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，選地面的電勢(shì)為零，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．油滴帶負(fù)電，將向下運(yùn)動(dòng)B．P點(diǎn)的電勢(shì)升高C．電源的效率變低D．若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為ΔU和ΔI，則AC練習(xí)14.如圖所示，R的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，圖中安培表和伏特表示數(shù)如何變化？練習(xí)15.如圖所示，R的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，圖中安培表和伏特表示數(shù)如何變化？練習(xí)16.（多選）如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，C為電容器，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。開關(guān)閉合后，燈