高中物理歐姆定律教案

高考物理第一輪閉合電路的歐姆定律專項(xiàng)復(fù)習(xí)。

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備，教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢？考慮到您的需要，小編特地編輯了“高考物理第一輪閉合電路的歐姆定律專項(xiàng)復(fù)習(xí)”，相信能對(duì)大家有所幫助。

第四課時(shí)閉合電路的歐姆定律
【考綱要求】
內(nèi)容要求說明
閉合電路歐姆定律II
【基礎(chǔ)知識(shí)回顧】
1.電動(dòng)勢(shì)
（1）電動(dòng)勢(shì)描述了__________________________________________的本領(lǐng)大小。
(2)電源的電動(dòng)勢(shì)等于____________________________________時(shí)兩極間的電壓
2.閉合電路歐姆定律：I=_______________或者E=________+_________
3.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系U=E-Ir當(dāng)外電阻增大，電流_____，路端電壓________;當(dāng)外電路斷路時(shí)，電流I=______,U=_________;當(dāng)外電阻減小，電流_____，路端電壓________;當(dāng)外電路短路時(shí)，電流I=______,U=_________;
4.閉合電路中功率分配IE=I2r+P出其中P出=I2R+P其他（對(duì)純電阻電路P其他=0）
在電源的E和r一定情況下，外電阻R=________時(shí)，電源輸出功率最大
二、要點(diǎn)講練：
1.對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解
例1.下列關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說法不正確的是()
A.電動(dòng)勢(shì)就是電壓,它是內(nèi)外電壓之和B.電動(dòng)勢(shì)不是電壓,但它的數(shù)值等于內(nèi)外電壓之和
C.電動(dòng)勢(shì)的大小與外電路的結(jié)構(gòu)有關(guān)
D.一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,意味著外電路閉合時(shí),電池1秒能向電路提供1.5J的化學(xué)能.
E．電源向外提供的電能越多，表示電動(dòng)勢(shì)越大。
F．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)，非靜電力所做的功
G．電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動(dòng)勢(shì)就越大
H．電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大
2.閉合電路歐姆定律的理解
例2.關(guān)于閉合電路，下列說法中正確的是（）
A．閉合電路中，電流總是從電勢(shì)高的地方流向電勢(shì)低的地方
B．閉合電路中，電源的路端電壓越大，電源的輸出功率就越大
C．閉合電路中，電流越大，電源的路端電壓就越大
D．閉合電路中，外電阻越大，電源的路端電壓就越大
E、電源短路時(shí)，路端電壓為零，電路電流達(dá)最大值
F.外電路斷開時(shí)，電路電壓為零，路端電壓也為零
G.路端電壓增大時(shí)，流過電源的電流一定減小
3.閉合電路的功率
例3.如圖,電源電動(dòng)勢(shì)ε=42V,內(nèi)阻r=1Ω,R=20Ω,M為直流電動(dòng)機(jī),其線圈電阻r′=1Ω,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電壓表的示數(shù)為21V,求:(1)電路中的發(fā)熱功率;(2)電動(dòng)機(jī)的效率.
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針對(duì)練習(xí)1.已知如圖，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的變化范圍是0~10Ω。求：①電源的最大輸出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。

針對(duì)練習(xí)2.(2009屆安徽省皖南八校高三第一次聯(lián)考試卷)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E恒定，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R3=5Ω，電表均為理想的．當(dāng)開關(guān)S斷開與閉合時(shí)，ab段電路消耗的電功率相同．則下列說法正確的是(BC)
A．電阻R1、R2可能分別為3Ω、6Ω
B．電阻R1、R2可能分別為4Ω、5Ω
C．開關(guān)S斷開時(shí)電壓表的示數(shù)可能小于S閉合時(shí)的示數(shù)
D．開關(guān)S從斷開到閉合，電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比一定等于6Ω
4.伏安特性曲線和電源的U-I圖線
例4．（2008年北京東城區(qū)期末考）在如圖所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖象可知（）
A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB．電阻R的阻值為1Ω
C．電源的輸出功率為2WD．電源的效率為66.7%
針對(duì)練習(xí)3.(2009年上海盧灣區(qū)高三期末)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)上，如右圖中的a、b、c所示，根據(jù)圖線可知（）
A、反映Pr變化的圖線是cB、電源電動(dòng)勢(shì)為8v
C、電源內(nèi)阻為2ΩD、當(dāng)電流為0.5A時(shí)，外電路的電阻為6Ω
5.直流電路的動(dòng)態(tài)分析
例5.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1和ΔU2，下列說法中正確的是
A.小燈泡L1、L3變暗，L2變亮B.小燈泡L3變暗，L1、L2變亮
C.ΔU1ΔU2D.ΔU1ΔU2
針對(duì)練習(xí)6.在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正確的是
（A）U1/I不變，ΔU1/ΔI不變．
（B）U2/I變大，ΔU2/ΔI變大．
（C）U2/I變大，ΔU2/ΔI不變
（D）U3/I變大，ΔU3/ΔI不變．
針對(duì)練習(xí)7(2009年北京海淀區(qū)高三上學(xué)期期末)．在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電流表A、電壓表V1、V2、V3均為理想電表，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)S，當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)的過程中（）
A．電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)變小
B．電壓表V3示數(shù)的變化量的絕對(duì)值與電壓表V1、V2示數(shù)的變化量的絕對(duì)值之和相等
C．電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值不變
D．電壓表V3示數(shù)的變化量與電流表A示數(shù)的變化量的比值保持不變
例6.(上海市2009屆高三上期期末浦東區(qū))如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中，下列各物理量變化情況為()
（A）電流表的讀數(shù)一直減小；（B）R0的功率先減小后增大；
（C）電源輸出功率先增大后減小；
（D）電壓表的讀數(shù)先增大后減小。
6.閉合電路的計(jì)算
例7.（06川）.如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40cm。電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為q=1×10－2C，質(zhì)量為m=2×10－2kg，不考慮空氣阻力。那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？此時(shí)，電源的輸出功率是多大？（取g=10m/s2）

針對(duì)練習(xí)8.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)電阻r=1.0Ω，電阻R1=5.0Ω、R2=8.0Ω、R3=2.0Ω、R4=6.0Ω，R5=4.0Ω，水平放置的平行金屬板相距d=2.4cm，原來單刀雙擲開關(guān)S接b，在兩板中心的帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將單刀雙擲開關(guān)S迅速接到c，帶電微粒與金屬板相碰后即吸附在金屬板上，取g=10m/s2，不計(jì)平行板電容器充放電時(shí)間，求帶電微粒在金屬板中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．

例8（上海市2009屆高三上期期末浦東區(qū)）如圖（a）所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。
（1）若在C、D間連一個(gè)理想電壓表，其讀數(shù)是多少？
（2）若在C、D間連一個(gè)理想電流表，其讀數(shù)是多少？
（3）圖（a）中虛線框內(nèi)的電路可等效為一個(gè)電源，即圖（a）可等效為圖（b），其等效電動(dòng)勢(shì)E′等于CD間未接入用電器時(shí)CD間的電壓；若用導(dǎo)線直接將CD兩點(diǎn)連接起來，通過該導(dǎo)線的電流等于等效電源的短路電流。則等效電源的內(nèi)電阻r′是多少？
（4）若在C、D間連一個(gè)“6V，3W”的小燈泡，則小燈泡的實(shí)際功率是多少？

7.實(shí)際應(yīng)用
例9.圖甲是某同學(xué)自制的電子秤原理圖，利用理想電壓表的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量．托盤與電阻可忽略的金屬?gòu)椈上噙B，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí)，滑動(dòng)觸頭恰好指在變阻器R的最上端，此時(shí)電壓表示數(shù)為零．設(shè)變阻器總電阻為R，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，若不計(jì)一切摩擦和其它阻力．（1）求出電壓表示數(shù)Ux用所稱物體的質(zhì)量m表示的關(guān)系式；
（2）由⑴的計(jì)算結(jié)果可知，電壓表示數(shù)與待測(cè)物體質(zhì)量不成正比，不便于進(jìn)行刻度，為使電壓表示數(shù)與待測(cè)物體質(zhì)量成正比，請(qǐng)利用原有器材進(jìn)行改進(jìn)，在乙圖的基礎(chǔ)上完成改進(jìn)后的電路原理圖，并求出電壓表示數(shù)Ux用所稱物體的質(zhì)量m表示的關(guān)系式．

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作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？小編收集并整理了“高考物理第一輪總復(fù)習(xí)閉合電路的歐姆定律教案27”，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

閉合電路的歐姆定律
一、電源
1．電源：是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置．
2．電動(dòng)勢(shì)：?jiǎn)挝唬篤。非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功跟搬運(yùn)電荷電量的比值，E=W/q。
表示電源把其它形式的能電能本領(lǐng)的大小，等于電路中通過1C電量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值
在數(shù)值上=電源沒有接入電路時(shí)兩極板間的電壓，
內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和E＝U外＋U內(nèi)．
3．電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量．要注意電動(dòng)勢(shì)不是電壓；
電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差的區(qū)別(見表格)
電動(dòng)勢(shì)電勢(shì)差
物理意義反映電源內(nèi)部非靜電力做功把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的情況反映電路中電場(chǎng)力做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的情況
定義式E=W/q
W為電源的非靜電力把正電荷從電源內(nèi)由負(fù)極移到正極所做的功U=W/q
W為電場(chǎng)力把正電荷從電源外部由正極移到負(fù)極所做的功
量度式E=IR+Ir=U外+U內(nèi)U=IR
測(cè)量動(dòng)用歐姆定律間接測(cè)量用伏特表測(cè)量
決定因素與電源的性質(zhì)有關(guān)與電源、電路中的用電器有關(guān)
特殊情況當(dāng)電源斷開時(shí)路端電壓值=電源的電動(dòng)勢(shì)
二、閉合電路的歐姆定律(對(duì)于給定電源：一般認(rèn)為E，r不變，但電池用久后，E略變小，r明顯增大。)
(1)內(nèi)、外電路
①內(nèi)電路：電源兩極(不含兩極)以內(nèi)，如電池內(nèi)的溶液、發(fā)電機(jī)的線圈等．內(nèi)電路的電阻叫做內(nèi)電阻r．內(nèi)電路分得的電壓稱為內(nèi)電壓，
②外電路：電源兩極間包括用電器和導(dǎo)線等,外電路的電阻叫做外電阻R,外電路分得的電壓稱為外電壓(在電閉合電路中兩源兩極的電壓是外電壓)
(2)閉合電路的歐姆定律適用條件：純電阻電路
①內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，即I=E/（R+r）
研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個(gè)是常量，后三個(gè)是變量。
②表達(dá)形式：
③討論：1外電路斷開時(shí)(I=0),路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)(即U=E);而這時(shí)用電壓表測(cè)量時(shí),其讀數(shù)略小于電動(dòng)勢(shì)(有微弱電流)
2外電路短路時(shí)(R=0,U=0)電流最大為(一般不允許這種情況,會(huì)把電源燒壞)
(3)路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系
①路端電壓：外電路的電勢(shì)降落，也就是外電路兩端的電壓．U＝E－Ir,路端電壓隨著電路中電流的增大而減??；
路端電壓隨外電阻變化的情況：R↓→I↑→U↓，反之亦然。
②電源的外特性曲線——路端電壓Ｕ隨電流Ｉ變化的圖象：(U一I關(guān)系圖線)
圖象的函數(shù)表達(dá)：U＝E－Ir
當(dāng)外電路斷路時(shí)(即R→∞,I＝0)，縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)Ｅ(Ｅ＝Ｕ端)；
當(dāng)外電路短路時(shí)(R＝0,U＝0)，橫坐標(biāo)的截距表示電源的短路電流I短=E/r；
圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)電阻．
某點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表示電源的輸出功率，
該直線上任意一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示該狀態(tài)時(shí)外電阻的大?。划?dāng)Ｕ＝E/2(即R=r)時(shí)，Ｐ出最大。η＝50％
注意：坐標(biāo)原點(diǎn)是否都從零開始：若縱坐標(biāo)上的取值不從零開始取，則該截距不表示短路電流。
(4).閉合電路的輸出功率
①電源的總功率：P總=IE=IU外十IU內(nèi)=IU＋I(xiàn)2r，(閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，所以由Ｅ＝Ｕ外＋Ｕ內(nèi))
②電源的輸出功率與電路中電流的關(guān)系:Ｐ=Ｕ×Ｉ；當(dāng)Ｉ↑時(shí)Ｕ↓，當(dāng)Ｉ↓時(shí)Ｕ↑，表明ＵＩ有極值存大。
當(dāng)時(shí),電源的輸出功率最大，
③電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系:(等效于如圖所示的電路)
當(dāng)R＝r時(shí)(I=E/2r),電源有最大輸出功率：
結(jié)論：當(dāng)外電路的電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大。要使電路中某電阻R的功率最大；條件R=電路中其余部分的總電阻
例：電阻R的功率最大條件是：R=R0+r
輸出功率隨外電阻Ｒ變化的圖線(如圖所示)；由圖象可知，
I.對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個(gè)不同的外電阻Rl和R2，不難證明．
II.當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則P出增大；III.當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則P出減小．
IV.在電源外特性曲線上某點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的面積表示電源的輸出功率，當(dāng)Ｕ＝時(shí)，Ｐ最大。
應(yīng)注意:對(duì)于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流大小
④電源內(nèi)阻上的熱功率：Ｐ內(nèi)＝Ｕ內(nèi)Ｉ＝I2ｒ。
⑤電源的供電效率當(dāng)電源的輸出功率達(dá)最大時(shí)，η＝50％。
(5)電源的外特性曲線和導(dǎo)體的伏安特性曲線
⑴聯(lián)系：它們都是電壓和電流的關(guān)系圖線；
⑵區(qū)別：它們存在的前提不同，遵循的物理規(guī)律不同，反映的物理意義不同；
①電源的外特性曲線：
在電源的電動(dòng)勢(shì)用內(nèi)阻ｒ一定的條件下，通過改變外電路的電阻Ｒ使路端電壓Ｕ隨電流Ｉ變化的圖線，
遵循閉合電路歐姆定律。U＝E－Ir，
圖線與縱軸的截距表示電動(dòng)勢(shì)Ｅ，斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻ｒ。
②導(dǎo)體的伏安特性曲線：
在給定導(dǎo)體(電阻Ｒ)的條件下，通過改變加在導(dǎo)體兩端的電壓而得到的電流Ｉ隨電壓Ｕ變化的圖線；
遵循(部分電路)歐姆定律。Ｉ＝；
圖線斜率的倒數(shù)值表示導(dǎo)體的電阻Ｒ。
右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(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；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大小；b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。
導(dǎo)體的伏安特性曲線-------導(dǎo)體中的電流隨隨導(dǎo)體兩端電壓變化圖線，叫導(dǎo)體的伏安特性曲線。
區(qū)分三種圖線：電源的外特性曲線——路端電壓Ｕ隨電流Ｉ變化的圖象：(U一I關(guān)系圖線)
輸出功率隨外電阻Ｒ變化的圖線

規(guī)律方法1、電路結(jié)構(gòu)分析電路的基本結(jié)構(gòu)是串聯(lián)和并聯(lián)，分析混聯(lián)電路常用的方法是：
節(jié)點(diǎn)法：把電勢(shì)相等的點(diǎn)，看做同一點(diǎn)．
回路法：按電流的路徑找出幾條回路，再根據(jù)串聯(lián)關(guān)系畫出等效電路圖，從而明確其電路結(jié)構(gòu)
其普遍規(guī)律是：①凡用導(dǎo)線直接連接的各點(diǎn)的電勢(shì)必相等（包括用不計(jì)電阻的電流表連接的點(diǎn)）。
②在外電路，沿著電流方向電勢(shì)降低。
③凡接在同樣兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。
④不加聲明的情況下，不考慮電表對(duì)電路的影響。
2、電表的改裝:微安表改裝成各種表，關(guān)健在于原理
(1)靈敏電流表（也叫靈敏電流計(jì)）：符號(hào)為G，用來測(cè)量微弱電流，電壓的有無和方向．其主要參數(shù)有三個(gè)：
首先要知：微安表的內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug。
滿偏電流Ig即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流,也叫靈敏電流表的電流量程．
滿偏電壓Ug靈敏電流表通過滿偏電流時(shí)加在表兩端的電壓．
以上三個(gè)參數(shù)的關(guān)系Ug=IgRg．其中Ig和Ug均很小，所以只能用來測(cè)量微弱的電流或電壓．
采用半偏法先測(cè)出表的內(nèi)阻；最后要對(duì)改裝表進(jìn)行較對(duì)。
(2)半值分流法（也叫半偏法）測(cè)電流表的內(nèi)阻，其原理是：
當(dāng)S1閉合、S2打開時(shí)：
當(dāng)S2再閉合時(shí)：,
聯(lián)立以上兩式，消去E可得：
得：可見：當(dāng)R1R2時(shí)，有：
(3)電流表：符號(hào)A，用來測(cè)量電路中的電流，并聯(lián)電阻分流原理．如圖所示為電流表的內(nèi)部電路圖，
設(shè)電流表量程為I,擴(kuò)大量程的倍數(shù)n=I/Ig，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得：
(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))
內(nèi)阻,由這兩式子可知，電流表量程越大，Rg越小，其內(nèi)阻也越小.
(4)電壓表：符號(hào)V，用來測(cè)量電路中兩點(diǎn)之間的電壓．串聯(lián)電阻分壓原理如圖所示是電壓表內(nèi)部電路圖．
設(shè)電壓表的量程為U，擴(kuò)大量程的倍數(shù)為n=U/Ug，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)，得：
(n為量程的擴(kuò)大倍數(shù))
電壓表內(nèi)阻,由這兩個(gè)式子可知，電壓表量程越大，分壓電阻就越大，其內(nèi)阻也越大．
(5)改為歐姆表的原理兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏，得Ig＝E/(r+Rg+Ro)
接入被測(cè)電阻Rx后通過電表的電流為Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對(duì)應(yīng)，因此可指示被測(cè)電阻大小
(6)非理想電表對(duì)電路的影響不能忽略，解題時(shí)應(yīng)把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器.
①用電壓表測(cè)得的電壓實(shí)際上是被測(cè)電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓，由于電壓表內(nèi)阻不可能無限大，
因此測(cè)得的電壓總比被測(cè)電路兩端的實(shí)際電壓小，表的內(nèi)阻越大，表的示數(shù)越接近于實(shí)際電壓值.
②用電流表測(cè)得的電流，實(shí)質(zhì)上是被測(cè)量的支路(或干路)串聯(lián)一個(gè)電阻(即電流表內(nèi)阻)后的電流.
因此，電流表內(nèi)阻越小，表的示數(shù)越接近于真實(shí)值.

規(guī)律方法1、動(dòng)態(tài)電路的分析與計(jì)算電路動(dòng)態(tài)變化分析(高考的熱點(diǎn))各燈、表的變化情況
動(dòng)態(tài)電路變化的分析是根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況，
常見方法如下：
(1)程序法:基本思路是“部分→整體→部分”部分電路歐姆定律各部分量的變化情況
局部變化R總I總先討論電路中不變部分(如:r)最后討論變化部分
局部變化再討論其它
(2)直觀法:即直接應(yīng)用“部分電路中R、I、U的關(guān)系”中的兩個(gè)結(jié)論。
①任一個(gè)R增必引起通過該電阻的電流減小,其兩端電壓UR增加.(局部電阻本身電流、電壓)
②任一個(gè)R增必引起與之并聯(lián)支路電流I并增加；與之串聯(lián)支路電壓U串減?。ǚQ串反并同法）
總結(jié)規(guī)律如下：
①總電路上R增大時(shí)總電流I減小，路端電壓U增大；
②變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同；
③和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系(通過變化電阻的電流也通過該電阻)的看電流(即總電流減小時(shí)，該電阻的電流、電壓都減小)；
④和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的(通過變化電阻的電流不通過該電阻)看電壓(即路端電壓增大時(shí)，該電阻的電流、電壓都增大)。
(3)極限法：即因變阻器滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。
(4)特殊值法：對(duì)于某些雙臂環(huán)路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找出結(jié)論。
當(dāng)R=r時(shí)，電源輸出功率最大為Pmax=E2/4r而效率只有50%，
2、電路故障分析與黑盒子問題閉合電路黑盒。其解答步驟是：
①將電勢(shì)差為零的兩接線柱短接，如果黑盒內(nèi)只有電阻，分析時(shí)，從阻值最小的兩點(diǎn)間開始。
②在電勢(shì)差最大的兩接線柱間畫電源
③根據(jù)題給測(cè)試結(jié)果，分析計(jì)算各接線柱之間的電阻分配，并將電阻接在各接線柱之間。
④斷路點(diǎn)的判定：當(dāng)由純電阻組成的串聯(lián)電路中僅有一處發(fā)生斷路故障時(shí)，用電壓表就可以方便地判定斷路點(diǎn)：
凡兩端電壓為零的用電器或?qū)Ь€是無故障的；兩端電壓等于電源電壓的用電器或?qū)Ь€發(fā)生了斷路。
3、電路中的能量關(guān)系的處理要搞清以下概念：
(1)電源的功率。電源消耗的功率、化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓β省⒄麄€(gè)電路消耗的功率都是指εI或I2（R外＋r）
(2)電源的輸出功率、外電路消耗的功率都是指：IU或Iε一I2r或I2R外
(3)電源內(nèi)阻消耗的功率：I2r
(4)整個(gè)電路中P電源＝P外十P內(nèi)
4、含電容器電路的分析與計(jì)算
電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件．在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大（只考慮電容器是理想的不漏電的情況）的元件，在電容器處電路看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它．簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上．
分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：
(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過．所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓．
(2)當(dāng)電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等．
(3)電路的電流、電壓變化時(shí),將會(huì)引起電容器的充(放)電．如果電容器兩端電壓升高,電容器將充電,如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電.電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。
⑷如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。

高考物理閉合電路歐姆定律復(fù)習(xí)

第3課時(shí)閉合電路歐姆定律
導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1.理解閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，并能進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析及電路的相關(guān)計(jì)算.2.能利用U－I圖象進(jìn)行分析并計(jì)算．
一、電源的電動(dòng)勢(shì)
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，判斷下面說法的正誤：
(1)電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓()
(2)同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化()
(3)電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)大小的物理量()
(4)在閉合電路中，當(dāng)外電阻變大時(shí)，路端電壓增大，電源的電動(dòng)勢(shì)也增大()
[知識(shí)梳理]
1．電源是通過非靜電力做功把____________的能轉(zhuǎn)化成____________的裝置．
2．電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝________，單位：V.
3．電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源____________________本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓．
4．電動(dòng)勢(shì)是______量，需注意電動(dòng)勢(shì)不是電壓．
二、閉合電路歐姆定律
[基礎(chǔ)導(dǎo)引]
如圖1所示電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9V、內(nèi)阻r＝3Ω，R＝15Ω.
下列說法中正確的是()
A．當(dāng)S斷開時(shí)，UAC＝9V
B．當(dāng)S閉合時(shí)，UAC＝9V
C．當(dāng)S閉合時(shí)，UAB＝7.5V，UBC＝0
D．當(dāng)S斷開時(shí)，UAB＝0，UBC＝0
[知識(shí)梳理]
閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成________，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成________．
(2)公式I＝只適用于純電阻電路E＝適用于任何電路
(3)路端電壓與外電阻的關(guān)系
①負(fù)載R增大→I減小→U內(nèi)________→U外________
外電路斷路時(shí)(R＝∞)，I＝0，U外＝E.
②負(fù)載R減小→I增大→U內(nèi)________→U外________
外電路短路時(shí)(R＝0)，I＝________，U內(nèi)＝E.
(4)U－I關(guān)系圖：由U＝E－Ir可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而______；U－I關(guān)系圖線如圖2所示．
①當(dāng)電路斷路即I＝0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為____________．
②當(dāng)外電路電壓為U＝0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距為__________．
③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的__________．
圖2
思考：對(duì)于U－I圖線中縱坐標(biāo)(U)不從零開始的情況，直線的斜率的意義是否變化？
考點(diǎn)一電路的動(dòng)態(tài)分析
考點(diǎn)解讀
電路的動(dòng)態(tài)分析是電學(xué)的常考點(diǎn)之一，幾乎每年都有該類試題出現(xiàn)．該類試題能考查考生對(duì)閉合電路歐姆定律的理解，電路的結(jié)構(gòu)分析及對(duì)串并聯(lián)特點(diǎn)的應(yīng)用能力，兼顧考查學(xué)生的邏輯推理能力．
典例剖析
例1(20xx北京理綜17)如圖3所示電路，電源內(nèi)阻不可忽
略．開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過
程中()
A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小
D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大
思維突破電路動(dòng)態(tài)分析的方法
(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路并聯(lián)分流I串聯(lián)分壓U→變化支路.
(2)“并同串反”規(guī)律，所謂“并同”，即某一電阻增大時(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，反之則減?。^“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大．
跟蹤訓(xùn)練1在如圖4所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)
時(shí)，則()
A．A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮
B．A燈變亮、B燈變亮、C燈變暗
C．A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗
D．A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮
考點(diǎn)二電路中的有關(guān)功率及效率
考點(diǎn)解讀
1．電源的總功率
(1)任意電路：P總＝EI＝U外I＋U內(nèi)I＝P出＋P內(nèi)．
(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝E2R＋r.
2．電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出．
3．電源的輸出功率
(1)任意電路：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)．
(2)純電阻電路：P出＝I2R＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.
(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系
①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm＝E24r.
②當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越?。?br> ③當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大．
④當(dāng)P出Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2.
⑤P出與R的關(guān)系如圖5所示．
圖5
4．電源的效率
(1)任意電路：η＝P出P總×100%＝UE×100%.
(2)純電阻電路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%
因此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.
特別提醒1.當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí)，效率并不是最大，只有50%；當(dāng)R→∞時(shí)，η→100%，但此時(shí)P出→0，無實(shí)際意義．
2．對(duì)于內(nèi)、外電路上的固定電阻，其消耗的功率根據(jù)P＝I2R來判斷，與輸出功率大小的判斷方法不同．
典例剖析
例2在如圖6所示的電路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，當(dāng)開關(guān)S接
a時(shí)，R2上消耗的電功率為4W，當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電壓表示數(shù)為
4.5V，試求：
(1)開關(guān)S接a時(shí)，通過電源的電流和電源兩端的電壓；
(2)開關(guān)S接b時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
(3)當(dāng)開關(guān)S接c時(shí)，通過R2的電流．
思維突破對(duì)于直流電路的分析與計(jì)算，要熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，知道這兩種電路的電壓、電流及電功率的分配關(guān)系，并能把較為復(fù)雜的電路化為簡(jiǎn)單、直觀的串、并聯(lián)關(guān)系．
跟蹤訓(xùn)練2如圖7中電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，R1為2Ω，R2全阻值為3Ω，下列說法錯(cuò)誤的是()
A．當(dāng)R2為1Ω時(shí)，R1消耗的功率最大
B．通過改變R2的阻值，路端電壓的最大值為5V，最小值為4V
C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大
D．當(dāng)R2的阻值為3Ω時(shí)，R2消耗的功率最大
考點(diǎn)三涉及U－I圖象的功率計(jì)算
考點(diǎn)解讀
兩種圖線的比較：
圖象上的特征物理意義
電源U－I圖象電阻U－I圖象
圖象表述的物理量變化關(guān)系電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系
圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流Er
過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零
圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率
圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小
圖線的斜率內(nèi)電阻r的相反數(shù)－r表示電阻大小
典例剖析
例3如圖8所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是()
圖8
A．電源的電動(dòng)勢(shì)為50V
B．電源的內(nèi)阻為253Ω
C．電流為2.5A時(shí)，外電路的電阻為15Ω
D．輸出功率為120W時(shí)，輸出電壓是30V
思維突破在解決此類圖象問題時(shí)，(1)要明確縱橫坐標(biāo)的物理意義．(2)要明確圖象的截距、斜率，包圍面積的物理意義．(3)根據(jù)物理規(guī)律寫出反映縱橫坐標(biāo)物理量的關(guān)系式．(4)充分挖掘圖象所隱含的條件．
跟蹤訓(xùn)練3用標(biāo)有“6V3W”的燈泡L1、“6V6W”的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖9甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V．圖乙是通過兩個(gè)燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線．當(dāng)其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)()
圖9
A．電流表的示數(shù)為1AB．電壓表的示數(shù)約為6V
C．電路輸出功率為4WD．電源內(nèi)阻為2Ω

21.含電容器電路的分析方法
例4如圖10所示的電路中，R1、R2、R3是固定電阻，R4是
光敏電阻，其阻值隨光照的強(qiáng)度增強(qiáng)而減?。?dāng)開關(guān)S閉
合且沒有光照射時(shí)，電容器C不帶電．當(dāng)用強(qiáng)光照射R4且
電路穩(wěn)定時(shí)，則與無光照射時(shí)比較()
A．電容器C的上極板帶正電
B．電容器C的下極板帶正電
C．通過R4的電流變小，電源的路端電壓增大
D．通過R4的電流變大，電源提供的總功率變小
方法提煉含電容器電路的分析方法
1．電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過程時(shí)，把電容器處的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置處補(bǔ)上．
2．電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢(shì)差．
3．電壓變化帶來的電容器的變化：電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．
4．含電容器電路的處理方法：如果電容器與電源并聯(lián)，且電路中有電流通過，則電容器兩端的電壓不是電源電動(dòng)勢(shì)E，而是路端電壓U.
跟蹤訓(xùn)練4如圖11所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為
r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示
數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P
從圖示位置向a端移動(dòng)一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動(dòng)
前相比()
A．U變小B．I變小C．Q不變D．Q減小

A組電路的動(dòng)態(tài)分析
1．如圖12所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，兩電表均可看做是理想電表．閉合開關(guān)，使滑動(dòng)變阻器的滑片由右端向左端滑動(dòng)，在此過程中()
圖12
A．小燈泡L1、L2均變暗
B．小燈泡L1變暗，L2變亮
C．電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大
D．電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小
2．如圖13所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻
器滑片P向右端移動(dòng)時(shí)，下面說法中正確的是()
A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大
B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小
C．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大
D．電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小

B組閉合電路中電功率的分析與計(jì)算
3．某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的
發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖14
所示，根據(jù)圖線可知()
A．反映Pr變化的圖線是c
B．電源電動(dòng)勢(shì)為8V
C．電源內(nèi)阻為2Ω
D．當(dāng)電流為0.5A時(shí)，外電路的電阻為6Ω
4．一個(gè)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則()
A．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UI
B．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為U2R
C．電源的輸出功率為EI
D．電源的效率為1－IrE

C組含電容器電路的分析與計(jì)算
5．如圖15所示，電源兩端電壓為U＝10V保持不變，R1＝4.0Ω，R2
＝6.0Ω，C1＝C2＝30μF.先閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，再將S斷
開，則S斷開后，通過R1的電荷量為()
A．4.2×10－4C
B．1.2×10－4C
C．4.8×10－4C
D．3.0×10－4C
6．如圖16所示，兩個(gè)相同的平行板電容器C1、C2用導(dǎo)線相連，開
始都不帶電．現(xiàn)將開關(guān)S閉合給兩個(gè)電容器充電，待充電平衡
后，電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài)．再將開關(guān)S斷
開，把電容器C2兩板稍錯(cuò)開一些(兩板間距離保持不變)，重新平衡后，下列判斷正確的是()
A．電容器C1兩板間電壓減小
B．電容器C2兩板間電壓增大
C．帶電微粒將加速上升
D．電容器C1所帶電荷量增大

D組U－I圖象的理解與應(yīng)用
7．如圖17所示為兩電源的U－I圖象，則下列說法正確的是
()
A．電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大
B．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的輸出功率可能相等
C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等
D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大
8．如圖18所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、
b分別表示路端電壓、負(fù)載電阻上電壓隨電流變化的情況，下
列說法正確的是()
A．陰影部分的面積表示電源輸出功率
B．陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率
C．當(dāng)滿足α＝β時(shí)，電源效率最高
D．當(dāng)滿足α＝β時(shí)，電源效率小于50%

課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練
(限時(shí)：30分鐘)
1．下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說法中正確的是()
A．在某電源的電路中，每通過2C的電荷量，電源提供的電能是4J，那么這個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)是0.5V
B．電源的路端電壓增大時(shí)，其電源的電動(dòng)勢(shì)一定也增大
C．無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動(dòng)勢(shì)一定不變
D．電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所能提供的電能就越多
2．兩個(gè)相同的電阻R，當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為E的電源上，通過一個(gè)電阻的電流為I；若將它們并聯(lián)后仍接在該電源上，通過一個(gè)電阻的電流仍為I，則電源的內(nèi)阻為()
A．4RB．RC.R2D．無法計(jì)算
3．將三個(gè)不同的電源的U－I圖線畫在同一坐標(biāo)中，如圖1所示，
其中1和2平行，它們的電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2、E3，它們的內(nèi)
阻分別為r1、r2、r3，則下列關(guān)系正確的是()
A．r1＝r2r3B．r1r2r3
C．E1E2＝E3D．E1＝E2E3
4．在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)E、r是定值)向變
化的外電阻供電時(shí)，關(guān)于電源的輸出功率P隨外電阻R變化
的規(guī)律如圖2所示，則()
A．當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大的輸出功率
B．當(dāng)R＝r時(shí)，電源的效率η＝50%
C．電源的功率P′隨外電阻R的增大而增大
D．電源的效率η隨外電阻R的增大而增大
5．(20xx上海單科5)在如圖3所示的閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，兩電表讀數(shù)的變化是()
A.變大，變大
B.變小，變大
C.變大，變小
D.變小，變小
6．(20xx安徽18)如圖4所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，
R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶
正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線
的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是()
A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大
B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小
C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大
D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小
7.(20xx上海單科12)如圖5所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑
動(dòng)觸頭P從最高端向下滑動(dòng)時(shí)，()
A．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大
B．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小
C．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大
D．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小
8．如圖6所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，在滑動(dòng)變阻器的
滑片P由a向b移動(dòng)的過程中，下列各物理量變化情況為()
A．電流表的讀數(shù)一直減小
B．R0的功率先減小后增大
C．電源輸出功率先增大后減小
D．電壓表的讀數(shù)先增大后減小
9．如圖7甲所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R2為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電阻R2隨溫度t變化的圖線如圖乙所示．電流表為值班室的顯示器．a(chǎn)、b之間接報(bào)警器，當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()
圖7
A．I變大，U變大B．I變大，U變小
C．I變小，U變大D．I變小，U變小
10．在電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課中，某組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖8甲所示的電路圖連接好電路，并用于測(cè)定定值電阻R0，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)．根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線．則有()
甲乙
圖8
A．圖象中的圖線乙是電壓表V1的測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的圖線
B．由圖象可以得出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別是E＝1.50V，r＝1.0Ω
C．圖象中兩直線的交點(diǎn)表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75W
D．圖象中兩直線的交點(diǎn)表示在本電路中該電源的效率達(dá)到最大值
復(fù)習(xí)講義
基礎(chǔ)再現(xiàn)
一、
基礎(chǔ)導(dǎo)引(1)×(2)×(3)√(4)×
知識(shí)梳理1.其它形式電勢(shì)能2.Wq3.把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能4.標(biāo)
二、
基礎(chǔ)導(dǎo)引AC
知識(shí)梳理(1)正比反比(2)ER＋rU外＋U內(nèi)(3)①減小增大②增大減小Er(4)減?、匐妱?dòng)勢(shì)E②短路電流Im③內(nèi)阻r
思考：不變．斜率的絕對(duì)值仍表示電源內(nèi)阻．
課堂探究
例1A
跟蹤訓(xùn)練1D
例2(1)1A4V(2)6V2Ω
(3)0.5A
跟蹤訓(xùn)練2A
例3ACD
跟蹤訓(xùn)練3CD
例4B
跟蹤訓(xùn)練4B
分組訓(xùn)練
1．BD
2．AD
3．ACD
4．AD
5．A
6．BCD
7．AD
8．A
課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練
1．C
2．B
3．AC
4．ABD
5．B
6．B
7．A
8．BD
9．D
10．B

高考物理復(fù)習(xí)：閉合電路歐姆定律

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？下面是由小編為大家整理的“高考物理復(fù)習(xí)：閉合電路歐姆定律”，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

第二課時(shí)閉合電路歐姆定律

【教學(xué)要求】

1．認(rèn)識(shí)內(nèi)電路和外電路，了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻。

2．理解閉合電路歐姆定律，并用它對(duì)全電路進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

3．理解路端電壓、輸出功率與負(fù)載的關(guān)系。

【知識(shí)再現(xiàn)】

一、電動(dòng)勢(shì)

1．物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為本領(lǐng)大小的物理量。

2．大?。旱扔跀嚅_時(shí)的路端電壓．也等于把1C的正電荷從電源負(fù)極移到正極時(shí)非靜電力所做的功．

3．內(nèi)電阻：電源內(nèi)部對(duì)電流的阻礙阻礙作用。其值由電源本身決定。

議一議：電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的幾個(gè)電池串聯(lián)、并聯(lián)后的總電動(dòng)勢(shì)和總內(nèi)阻分別為多大?

二、閉合電路歐姆定律

1．內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的成正比，跟的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫閉合電路的歐姆定律．

2．公式：I＝或者E＝U外+Ir＝U外+U內(nèi)。

3．路端電壓：外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓U＝E一Ir

三、電路中的能量

1．電源的總功率：指電源提供的全部電功率．公式為：P總＝

2．電源的輸出功率：指電源提供給外電路的功率．公式為：P出＝

3．電源的內(nèi)部發(fā)熱功率：指電源內(nèi)電阻消耗的功率．公式為：P內(nèi)＝

4．電源的效率：指用電器得到的電功率跟電源的總功率的比值．公式為：η＝。純電阻電路中η＝

知識(shí)點(diǎn)一電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻

電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別與聯(lián)系

1．電源電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，只與電源有關(guān)，與外電路的狀況無關(guān)；電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)和電路參數(shù)有關(guān)．

2．電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，即非靜電力移送單位正電荷從電源負(fù)極至正極所做的功；電壓的大小表示電場(chǎng)力在電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間移動(dòng)單位正電荷做的功，是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

3．兩者之間的聯(lián)系，電路閉合時(shí)，E＝U內(nèi)+U外；電路斷開時(shí)，E＝U外．

【應(yīng)用1】關(guān)于電源和電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是()

A．在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加

B．對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大

C．電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多

D．電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極移送電荷量越多

導(dǎo)示:在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，等于電能增加，A對(duì)。且做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大，B對(duì)。反過來電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多，而與移動(dòng)電荷量無關(guān)，C對(duì)D錯(cuò)。故選ABC。

知識(shí)點(diǎn)二路端電壓

1．路端電壓與外電阻的關(guān)系

2．路端電壓與電流強(qiáng)度的關(guān)系

根據(jù)E＝U外+Ir可得U外＝E一Ir，由此式可知，U隨I的增大而減小，它們的關(guān)系圖線(也稱電源外特性曲線)如圖所示．此圖象的物理意義是：

(1)圖線與縱軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓為電源的電動(dòng)勢(shì)

(2)圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻．

(3)圖線與橫軸的交點(diǎn)表示短路電流．

(4)在圖線上一點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為電源的輸出功率

【應(yīng)用2】如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測(cè)得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)．求；(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．(2)定值電阻R2的阻值．(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

導(dǎo)示(1)由圖可知:E=20V，r=0.05Ω

(2)滑動(dòng)片P在變阻器的右端時(shí)，對(duì)應(yīng)圖乙中的B點(diǎn)，R2+r=4/0.8=5Ω，R2=4.5Ω

(3)滑動(dòng)片P在變阻器的右端時(shí)，對(duì)應(yīng)圖乙中的B點(diǎn),R外=16/0.2=80Ω

根據(jù)串并聯(lián)總電阻，可求得變阻器的最大電阻R3=300Ω

知識(shí)點(diǎn)三電源功率與效率

1．能量形式：Eq＝qU外+qU內(nèi)它反映出移動(dòng)單位電荷的過程中，非靜電力做功與電場(chǎng)力做功量值相等，即其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，再由電能轉(zhuǎn)化為電阻只及r上的內(nèi)能．轉(zhuǎn)化過程中，能量守恒得到體現(xiàn)．

2．功率形式：IE＝IU外+IU內(nèi)或IE＝IU+I2r

3．電源的輸出功率

時(shí)，若R增大，則P出增大；當(dāng)只r時(shí)，若R增大，則P出減?。畱?yīng)注意：對(duì)于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流的大?。?/p>

4．電源的效率

對(duì)于給定的電源，內(nèi)阻一定，效率隨外電阻的增大而單調(diào)增加，當(dāng)R＝r時(shí)，η＝50％；當(dāng)R→0時(shí)，η→0；當(dāng)R→∞時(shí)，η→100％

【應(yīng)用3】如圖所示，已知電源內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R1＝0．5Ω．求：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R2為多大時(shí)，電阻R1消耗的功率最大?(2)當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，變阻器消耗的功率最大?(3)當(dāng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電源輸出功率最大?

導(dǎo)示:(1)電阻R1為定值電阻，電流大，功率就大，所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R2為零時(shí)，R1消耗的功率最大。

（2）可將R1看作電源的內(nèi)電阻，所以當(dāng)R2=R1+r=2.5Ω時(shí)，變阻器消耗的功率最大.

(3)當(dāng)電路內(nèi)外電阻相等時(shí)，R2+R1=r，R2=1.5Ω電源輸出功率最大.

等效法是物理解題時(shí)常用的一種方法，使用該方法時(shí)，要看準(zhǔn)如何等效，哪部分可等效成什么等問題。

類型一應(yīng)用圖象解題

1．由P一R圖象知：對(duì)于E、r一定的電源，外電阻R一定時(shí)，輸出功率只有唯一的值．輸出功率P一定時(shí)，一般R有兩個(gè)值R1、R2與之對(duì)應(yīng)．

2．將電源(E、r)與一個(gè)電阻相連，即電源向電阻R供電，在U—I圖象中畫出電源的伏安特性曲線和導(dǎo)體R的伏安特性曲線，其交點(diǎn)(U，I)的坐標(biāo)乘積UI為電源的輸出功率也就是R的功率．利用上述聯(lián)系可借助圖象解題．

【例1】把一個(gè)10V，2.0W”的用電器A(純電阻)接到某一電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變的電源上，用電器A實(shí)際消耗的功率是2.0W．若換上另一個(gè)10V，5.0W”的用電器B(純電阻)接到這一電源上，用電器B實(shí)際消耗的功率有沒有可能反而小于2.0W?(設(shè)電阻不隨溫度改變)

導(dǎo)示:電源的輸出功率隨外電路阻值的變化而變化，如下式所示：

用圖象法解題時(shí)，首先要明確圖象的物理意義，即圖象中的每一點(diǎn)、圖象中曲線的極值坐標(biāo)、圖象中特殊坐標(biāo)點(diǎn)等。

類型二等效電源法解題

等效電源法就是把一個(gè)較為復(fù)雜的電路看做是兩部分組成的，其中一部分看做是用電器，另一部分就是既有電動(dòng)勢(shì)，又有內(nèi)電阻的電源．

【例2】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻未知，R1、R2的阻值也未知．當(dāng)在a、b間接入不同的電阻時(shí)，電流表有不同的示數(shù)，如下表所示，

請(qǐng)完成此表格．

導(dǎo)示:由于電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、以及R1、R2都是未知的，若用常規(guī)做法是難以求解的．這時(shí)，可采用等效電源法，將除R之外的電路當(dāng)作等效電源，R是等效電源的外電阻，等效電路圖如右圖所示，虛框內(nèi)是等效電源．設(shè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)為E′，內(nèi)電阻為r′，根據(jù)閉合電路的

1．利用如圖電路，可以測(cè)定電路電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，已知R1=、R2=R3=1Ω，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為0.8V，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)為1V，該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為V，Ω

2．如圖，AB,CD為兩根平行的相同的均勻電阻絲，MN為另一根電阻絲，其電阻為R，它可以在AB,CD上滑動(dòng)并保持與AB垂直，MN與AB,CD接觸良好，圖中電壓表為理想電壓表，電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變，B,D與電池兩極連接的導(dǎo)線的電阻可忽略，當(dāng)MN處于圖中位置時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U1=4.0V，已知將MN由圖中位置向左移動(dòng)一段距離L后，電壓表的讀數(shù)變?yōu)閁2=3.0V。若將MN由圖中位置向右移動(dòng)一段距離L，電壓表的讀數(shù)U3是多少？

3．（06廣州市統(tǒng)考卷）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝7.5V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R2＝12Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈的電阻R＝0.50Ω．閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，電壓表的示數(shù)U1＝4V，電阻R2消耗的電功率P2＝3.0W．求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后：

（1）電路的路端電壓.

（2）通過電動(dòng)機(jī)的電流．

4．（07南京期末調(diào)研）如圖所示，電解槽和電爐并聯(lián)后接到電源上，電源內(nèi)阻，電爐電阻，電解槽電阻。當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電爐消耗功率684W；S1、S2都閉合時(shí)電爐消耗功率475W（電爐電阻可看作不變）。試求：（1）電源的電動(dòng)勢(shì)；

（2）S1、S2都閉合時(shí)，流過電解槽的電流大?。?/p>

（3）S1、S2都閉合時(shí)，電解槽中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率。

參考答案

1．K斷開，I1=U/RE=（R1+R2+r）

K閉合，E=I2（R+r）K斷開I1=U/R2=0.8AE=0.8（2+r）K閉合I2=U/R2=1A

E=2Vr=0.5Ω

2．回路總電阻為R總，電源電動(dòng)勢(shì)為E，移動(dòng)MN距離為L(zhǎng)時(shí)電阻增加或減小R。ER/R總=U1ER/（R總+R）=U2

ER/（R總-R）=U3U3=6V

3．（1）路端電壓等于R2兩端的電壓，由得

（2）電源的電動(dòng)勢(shì)E=U2＋I(xiàn)r，由此得干路電流

通過R2的電流

通過電動(dòng)機(jī)的電流I1=I－I2=（1.5-0.5）A=1.0A

4．（1）當(dāng)S1閉合S2斷開時(shí)電爐功率為

電爐中電流

電源電動(dòng)勢(shì)

（2）當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)電爐功率為

電爐中電流

電源路端電壓為

通過電源的電流為

通過電解槽的電流為

（3）電解槽消耗的電功率

電解槽內(nèi)熱損耗功率

電解槽轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率

高考物理第一輪基礎(chǔ)知識(shí)閉合電路的歐姆定律復(fù)習(xí)教案

第4課時(shí)閉合電路的歐姆定律

基礎(chǔ)知識(shí)歸納
1.閉合電路的歐姆定律
(1)內(nèi)、外電路
①內(nèi)電路：電源兩極(不含兩極)以內(nèi)，如電池內(nèi)的溶液、發(fā)電機(jī)的線圈等.內(nèi)電路的電阻叫做內(nèi)電阻.
②外電路：電源兩極，用電器和導(dǎo)線等.外電路的電阻叫做外電阻.
(2)閉合電路的歐姆定律
①內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)、外電路的電阻之和成反比.
②適用條件：純電阻電路.
③閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：
Ⅰ.E＝U外＋U內(nèi)
Ⅱ.I＝(I、R間關(guān)系)
Ⅲ.U＝E－Ir(U、I間關(guān)系)
Ⅳ.U＝E(U、R間關(guān)系)
2.閉合電路中的電壓關(guān)系
(1)電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和.
注意：U不一定等于IR.(純電阻電路中U＝IR，非純電阻電路中U≠IR)
(2)路端電壓與電流的關(guān)系(如圖所示).
①路端電壓隨總電流的增大而減小.
②電流為零時(shí)，即外電路斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E.在圖象中，U-I圖象在縱軸上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì).
③路端電壓為零時(shí)(即外電路短路時(shí))的電流Im＝(短路電流).圖線斜率的絕對(duì)值在數(shù)值上等于內(nèi)電阻.
(3)純電阻電路中，路端電壓U隨外電阻R的變化關(guān)系.
①外電路的電阻增大時(shí)，I減小，路端電壓升高；
②外電路斷開時(shí)，R→∞，路端電壓U＝E；
③外電路短路時(shí)，R＝0，U＝0，I＝Im＝E/r.
3.電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的比較：
電動(dòng)勢(shì)路端電壓U
物理意義反映電源內(nèi)部非靜電力做功把其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的情況反映電路中電場(chǎng)力做功把電能轉(zhuǎn)化成為其他形式能量的情況
定義式E=，W為電源的非靜電力把正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功U=，W為電場(chǎng)力把正電荷從電源外部由正極移到負(fù)極所做的功
量度式E＝IR＋I(xiàn)r＝U＋U′U＝IR
測(cè)量運(yùn)用歐姆定律間接測(cè)量用伏特表測(cè)量
決定因素只與電源性質(zhì)有關(guān)與電源和電路中的用電器有關(guān)
特殊情況當(dāng)電源開路時(shí)路端電壓U值等于電源電動(dòng)勢(shì)E
4.閉合電路中的功率關(guān)系
(1)電源的總功率：P總＝IE＝IU＋I(xiàn)U′＝P出＋P內(nèi)
(2)電源內(nèi)耗功率：P內(nèi)＝I2r＝IU′＝P總－P出
(3)電源的輸出功率：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)
(4)電源的輸出功率與電路中電流的關(guān)系
P出＝IU外＝IE－I2r＝－r(I－)2＋，當(dāng)I＝時(shí)，電源的輸出功率最大，P出＝.P出-I圖象如右圖示.
5.電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系
對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率
P出＝I2R＝()2R＝
由上式可以看出，當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)電阻(R＝r)時(shí)，電源輸出功率最大，其最大輸出功率為Pm＝.當(dāng)R＝r時(shí)，即I＝E/2r時(shí)，電源的輸出功率最大，P出＝.P出-R圖象如右圖所示.
由圖象可知，對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個(gè)不同的外電阻R1和R2，不難證明r＝.由圖象還可以看出，當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則P出增大；當(dāng)Rr時(shí)，若R增大，則
P出減小.
注意：對(duì)于內(nèi)、外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流大小.
5.電源的效率
指電源的輸出功率與電源功率之比.即
η＝×100%＝×100%＝×100%
對(duì)純電阻電路，電源的效率
η＝×100%＝×100%＝×100%
由上式看出，外電阻越大，電源的效率越高.
6.電路的U-I圖象
右圖中a為電源的U-I圖象，b為外電阻的U-I圖象.兩者的交點(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；該點(diǎn)和原點(diǎn)的連線為對(duì)角線的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??；b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大小；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)，即內(nèi)、外電阻相等時(shí)，圖中矩形面積最大，即輸出功率最大(可以看出此時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半).
重點(diǎn)難點(diǎn)突破
一、閉合電路中的能量關(guān)系
1.電源的功率、電源消耗的功率、其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓β?、整個(gè)電路消耗的功率都是指EI或I2(R外＋r).
2.電源的輸出功率、外電路消耗的功率都是指IU或IE－I2r或I2R外.
3.電源內(nèi)阻消耗的功率是I2r.
4.整個(gè)電路中有P電源＝P外＋P內(nèi).這顯然是能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律在閉合電路中的具體體現(xiàn).
二、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析分析問題
分析解答這類習(xí)題的一般步驟是：
1.確定電路的外電阻如何變化.
說明：(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小).
(2)若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，總電阻減小.
(3)在右圖所示分壓器電路中，滑動(dòng)變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段與用電器并聯(lián)(以下簡(jiǎn)稱并聯(lián)段)，另一段與并聯(lián)部分相串聯(lián)(以下簡(jiǎn)稱串聯(lián)段)；設(shè)滑動(dòng)變阻器的總電阻為R，燈泡的電阻為R燈，與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為R并，則分壓器的總電阻為
R總＝R－R并＋
由上式可以看出，當(dāng)R并減小時(shí)，R總增大；當(dāng)R并增大時(shí)，R總減小.由此可以得出結(jié)論：分壓器總電阻的變化情況，與并聯(lián)段電阻的變化情況相反，與串聯(lián)段電阻的變化情況相同.
2.根據(jù)閉合電路的歐姆定律，確定電路的總電流如何變化.
3.由U內(nèi)＝I內(nèi)r，確定電源的內(nèi)電壓如何變化.
4.由U外＝E－U內(nèi)，確定電源的外電壓(路端電壓)如何變化.
5.由部分電路的歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化.
6.確定支路兩端的電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化.
三、電路的故障分析
1.常見的故障現(xiàn)象
斷路：是指電路兩點(diǎn)間(或用電器兩端)的電阻無窮大，此時(shí)無電流通過，若電源正常時(shí)，即用電壓表兩端并聯(lián)在這段電路(或用電器)上，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該段電路斷路.如電路中只有該一處斷路，整個(gè)電路的電勢(shì)差全部降落在該處，其他各處均無電壓降落.
短路：是指電路兩點(diǎn)間(或用電器兩端)的電阻趨于零，此時(shí)電路兩點(diǎn)間無電壓降落，用電器實(shí)際功率為零(即用電器不工作或燈不亮，但電源易被燒壞).
2.檢查電路故障的常用方法
電壓表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電壓表測(cè)量各部分電路上的電壓，通過對(duì)測(cè)量電壓值的分析，就可以確定故障.在用電壓表檢查時(shí)，一定要注意電壓表的極性正確和量程符合要求.
電流表檢查法：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可以用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過對(duì)測(cè)量電流值的分析，就可以確定故障.在用電流表檢查時(shí)，一定要注意電流表的極性正確和量程符合要求.
歐姆表檢查法：當(dāng)電路中斷開電源后，可以利用歐姆表測(cè)量各部分電路的電阻，通過對(duì)測(cè)量電阻值的分析，就可以確定故障.在用歐姆表檢查時(shí)，一定要注意切斷電源.
試電筆檢查法：對(duì)于家庭用電線路，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用試電筆進(jìn)行檢查.在用試電筆檢查電路時(shí)，一定要用手接觸試電筆上的金屬體.
3.常見故障電路問題的分類解析
(1)給定可能故障現(xiàn)象，確定檢查方法；
(2)給定測(cè)量值，分析推斷故障；
(3)根據(jù)觀察現(xiàn)象，分析推斷故障；
(4)根據(jù)故障，分析推斷可能觀察到的現(xiàn)象.
典例精析
1.閉合電路中的功率問題
【例1】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為50V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻R為14Ω，M為直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)電阻為2.0Ω.電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為35V.求在100s的時(shí)間內(nèi)電源做的功和電動(dòng)機(jī)上轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分是多少.
【解析】由題設(shè)條件知r和R上的電壓降之和為(E－U)，所以電路中的電流為
I＝A＝1.0A
所以在100s內(nèi)電源做的功為
W＝EIt＝50×1×100J＝5.0×103J
在100s內(nèi)電動(dòng)機(jī)上把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分是
ΔE＝IUt－I2r′t＝(1.0×35×100－12×2×100)J＝3.3×103J
【思維提升】(1)正確理解閉合電路的幾種功率.
(2)從能量守恒的角度解析閉合電路的有關(guān)問題是一條重要思路.
【拓展1】如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω，求：
(1)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源輸出功率P出最大，并求這個(gè)最大值.
(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個(gè)最大值.
(3)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，保護(hù)電阻R0消耗的功率最大，并求這個(gè)最大值.
【解析】(1)由電功率公式P出＝()2R外＝，當(dāng)R外＝r時(shí)，P出最大，即R＝r－R0＝(1－0.5)Ω＝0.5Ω時(shí)，P出max＝W＝9W
(2)這時(shí)要把保護(hù)電阻R0與電源內(nèi)阻r算在一起，據(jù)以上結(jié)論，當(dāng)R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω時(shí)，PRmax＝W＝6W
(3)保護(hù)電阻消耗的功率為P＝，因R0和r是常量，而R是變量，所以R最小時(shí)，PR0最大，即R＝0時(shí)，PR0max＝W＝8W
【拓展2】某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示.則下列說法正確的是(CD)
A.圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系
B.圖中a線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率
C.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC
D.b、c線的交點(diǎn)M與a、b線的交點(diǎn)N的橫坐標(biāo)之比一定為1∶2，縱坐標(biāo)之比一定為1∶4
2.閉合電路的動(dòng)態(tài)分析
【例2】如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上端移動(dòng)時(shí)，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化？
【解析】先認(rèn)清電流表A測(cè)量R3中的電流，電壓表V2測(cè)量R2和R3并聯(lián)的電壓，電壓表V1測(cè)量路端電壓.再利用閉合電路的歐姆定律判斷主干電路上的一些物理量變化.P向上滑，R3的有效電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，路端電壓U增大，至此，已判斷出V1示數(shù)增大.再進(jìn)行分支電路上的分析：由I減小，知內(nèi)電壓U′和R1兩端電壓U減小，由U外增大知R2和R3并聯(lián)的電壓U2增大，判斷出V2示數(shù)增大.由U2增大和R3有效電阻增大，無法確定A示數(shù)如何變化.這就要從另一條途徑去分析：由V2示數(shù)增大知通過R2的電流I2增大，而干路電流I減小，所以R3中的電流減小，即A示數(shù)減小.
【答案】V1示數(shù)增大，V2示數(shù)增大，A示數(shù)減小.
【思維提升】當(dāng)電路中任一部分發(fā)生變化時(shí)，將引起電路中各處的電流和電壓都隨之發(fā)生變化，可謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身”.判斷此類問題時(shí)，應(yīng)先由局部的變化推出總電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對(duì)其他各部分電路產(chǎn)生的影響.
3.電路的故障分析
【例3】某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時(shí)測(cè)得各電表的示數(shù)如下表所示：

序號(hào)A1示數(shù)(A)A2示數(shù)(A)V1示數(shù)(V)V2示數(shù)(V)
10.600.302.401.20
20.440.322.560.48
將電壓表內(nèi)阻看做無限大，電流表內(nèi)阻看做零.
(1)電路中E、r分別為電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，R1、R2、R3為定值電阻，在這五個(gè)物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量是(不要求具體計(jì)算).
(2)由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了(但不為零)，若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是.
【解析】(1)先將電路簡(jiǎn)化，R1與r看成一個(gè)等效內(nèi)阻r′，r′＝R1＋r，則由V1和A1的兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E；由A2和V1的數(shù)據(jù)可求出電阻R3；由V2和A1、A2的數(shù)據(jù)可求出R2.
(2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩電壓表的示數(shù)相同時(shí)，但又不為零，說明V2的示數(shù)也是路端電壓，即外電路的電壓降全在電阻R2上，由此可推斷RP兩端電壓為零，這樣故障的原因可能有兩個(gè)，若假設(shè)R2是完好的，則RP一定短路；若假設(shè)RP是完好的，則R2一定斷路.
【答案】(1)E、R2、R3(2)RP短路或R2斷路
【思維提升】知曉斷路、短路時(shí)電壓表的示數(shù)表現(xiàn)是解答“故障”類電路題的關(guān)鍵.
【拓展3】如圖所示，燈泡A和B都正常發(fā)光，R2忽然斷路，已知U不變，試分析A、B兩燈的亮度如何變化？
【解析】當(dāng)R2忽然斷路時(shí)，電路的總電阻變大，A燈兩端的電壓增大，B燈兩端的電壓降低，所以將看到燈B比原來變暗了些，而燈泡A比原來亮了些.
易錯(cuò)門診
【例4】如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6.3V，內(nèi)電阻r＝0.5Ω，固定電阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3是阻值為5Ω的滑動(dòng)變阻器.按下電鍵S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)，求通過電源的電流范圍.
【錯(cuò)解】將滑動(dòng)觸頭滑至左端，R3與R1串聯(lián)再與R2并聯(lián)，外電阻R＝Ω＝2.1Ω
I＝A＝2.4A
再將滑動(dòng)觸頭滑至右端，R3與R2串聯(lián)再與R1并聯(lián)，外電阻R′＝＝1.6Ω
I′＝＝3A
【錯(cuò)因】由于平時(shí)實(shí)驗(yàn)，常常用滑動(dòng)變阻器作限流用(滑動(dòng)變阻器與用電器串聯(lián))，當(dāng)滑動(dòng)頭移到兩頭時(shí)，通過用電器的電流將最大或最小，以至給人以一種思維定勢(shì)：在沒有分析具體電路的情況下，只要電路中有滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)頭在它的兩頭，通過的電流是最大或最小.
【正解】將原圖化簡(jiǎn)成如圖所示.外電路的結(jié)構(gòu)是R′與R2串聯(lián)、(R3－R′)與R1串聯(lián)，然后這兩串電阻并聯(lián).要使通過電路中電流最大，外電阻應(yīng)當(dāng)最小，要使通過電源的電流最小，外電阻應(yīng)當(dāng)最大.設(shè)R3中與R2串聯(lián)的那部分電阻為R′，外電阻R為
R＝
因?yàn)閮蓴?shù)和為定值，兩數(shù)相等時(shí)其積最大，兩數(shù)差值越大其積越小.
當(dāng)R2＋R′＝R1＋R3－R′時(shí)，R最大，解得
R′＝2Ω，R大＝2.5Ω
因?yàn)镽1＝2Ω＜R2＝3Ω，所以當(dāng)變阻器滑動(dòng)到靠近R1端點(diǎn)時(shí)兩部分電阻差值最大，此時(shí)外電阻R最小.
R小＝＝1.6Ω
由閉合電路的歐姆定律有：
I?。紸＝2.1A
I大＝A＝3A
【思維提升】不同的電路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)著不同的能量分配狀態(tài).電路分析的重要性有如力學(xué)中的受力分析.畫出不同狀態(tài)下的電路圖，運(yùn)用電阻串聯(lián)、并聯(lián)的規(guī)律求出總電阻的阻值或阻值變化表達(dá)式是分析電路的首要工作.