第二章--學(xué)案9閉合電路的歐姆定律(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué)案9閉合電路的歐姆定律學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.了解內(nèi)電路、外電路，知道電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和.2.掌握閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，理解各物理量及公式的物理意義.3.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系一、閉合電路的歐姆定律1閉合電路(1)閉合電路由外電路和內(nèi)電路組成，用電器、導(dǎo)線組成外電路，電源內(nèi)部是內(nèi)電路(2)電路中正電荷的定向移動方向就是電流的方向，所以在外電路中，沿電流方向電勢降低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勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)公式：I.(3)我們用U外表示IR，它是外電路上總的電勢降落，習(xí)慣上叫做

2、路端電壓；用U內(nèi)表示Ir，它是內(nèi)電路的電勢降落所以EU外U內(nèi)，這就是說，電源的電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和二、 路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1電路中，消耗電能的元件常常稱為負(fù)載，負(fù)載變化時，電路中的電流就會變化，路端電壓也隨之變化2路端電壓的表達(dá)式：UEIr.3路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R增大時，由I可知電流I減小，路端電壓UEIr增大(2)當(dāng)外電阻R減小時，由I可知電流I增大，路端電壓UEIr減小(3)兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時，電流I變?yōu)?，UE.這就是說，斷路時的路端電壓等于電源電動勢當(dāng)電源兩端短路時，外電阻R0，此時I.一、閉合電路的歐姆定律問題設(shè)計1在時間t內(nèi)，外電路和內(nèi)電

3、路產(chǎn)生的焦耳熱各是多少？電源非靜電力做功是多少？它們之間有怎樣的關(guān)系？答案外電路產(chǎn)生的焦耳熱為I2Rt，內(nèi)電路產(chǎn)生的焦耳熱為I2rt，非靜電力做功為EIt.根據(jù)能量守恒定律有：EItI2RtI2rt.2你能進(jìn)一步得出電路中的電流與電動勢E、外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系嗎？答案EIRIr或I要點提煉1電源非靜電力做功等于內(nèi)、外電路消耗的電能2閉合電路歐姆定律的三種表達(dá)形式：I；EU外U內(nèi)；EIRIr.延伸思考閉合電路歐姆定律的三種表達(dá)形式的適用范圍是否相同？答案不相同I和EIRIr只適用于外電路是純電阻的電路EU外U內(nèi)適用于任何電路二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系問題設(shè)計 1在如圖1所示的電路中，電源的電動

4、勢E10 V，內(nèi)電阻r1 ，試求當(dāng)外電阻分別是3 、4 、7 時所對應(yīng)的路端電壓通過數(shù)據(jù)計算，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的規(guī)律？圖1答案外電壓分別為7.5 V、8 V、8.75 V隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大2.如圖2所示，以電路中的電流為橫軸，路端電壓為縱軸，建立路端電壓U與電流I的UI圖象，請思考，圖線與縱軸的交點表示的物理意義是什么？縱坐標(biāo)從零開始時，圖線與橫軸的交點表示的物理意義是什么？直線的斜率的絕對值表示的物理意義又是什么？圖2答案圖線與縱軸的交點表示電源的電動勢；圖線與橫軸的交點表示短路電流；圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，即r|.要點提煉1路端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減

5、小而減小，但不呈線性變化外電路斷開時，路端電壓等于電源電動勢；外電路短路時，電路中的電流I(表達(dá)式)2.路端電壓與電流的關(guān)系式為UEIr，其圖象如圖3所示圖3(1)在圖象中U軸截距表示電源電動勢，I軸截距等于短路電流(2)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即內(nèi)阻r|.一、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用例1如圖4所示，電源電動勢為6 V，內(nèi)阻為1 ，R15 ，R210 ，滑動變阻器R3阻值變化范圍為010 ，求電路中的總電流的變化范圍圖4解析當(dāng)R3阻值為零時，R2被短路，外電阻最小，電流最大R外R15 ，I A1 A.當(dāng)R3阻值為10 時，外電阻最大，電流最小R并5 ，R外R1R并10 ，I A0.55

6、A.答案0.55 A1 A針對訓(xùn)練1如圖5為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機組成的電路，蓄電池內(nèi)阻為0.05 ，電流表內(nèi)阻不計，只接通S1時，電流表示數(shù)為10 A，電壓表示數(shù)為12 V，再接通S2，啟動電動機工作時，電流表示數(shù)變?yōu)? A則此時通過啟動電動機的電流是()圖5A2 AB8 AC50 AD58 A答案C解析只接通S1時，由閉合電路歐姆定律得：EUIr12 V10×0.05 V12.5 V，R燈 1.2 ，再接通S2，流過電動機的電流為I電動機 A8 A50 A，故選C.二、UI圖象的理解和應(yīng)用例2如圖6所示為某一電源的UI圖線，由圖可知()圖6A電源電動勢為2 VB

7、電源內(nèi)電阻為C電源短路時電流為6 AD電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 A解析在本題的UI圖線中，縱軸截距表示電源電動勢，A正確；橫軸截距表示短路電流，C錯誤；圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)電阻，則r0.2 ，B錯誤；當(dāng)路端電壓為1 V時，內(nèi)電阻分得的電壓U內(nèi)EU外2 V1 V1 V，則電路中的電流IA5 A，D正確答案AD針對訓(xùn)練2如圖7所示，為閉合電路中兩個不同電源的UI圖象，則兩電源的電動勢和內(nèi)阻的關(guān)系為()圖7AE1<E2r1>r2BE1E2r1r2CE1<E2r1<r2DE1>E2r1<r2答案C1(閉合電路歐姆定律的理解)若E表示電動勢，U表

8、示外電壓，U表示內(nèi)電壓，R表示外電路的總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示電流，則下列各式中正確的是()AUIRBUEUCUEIr DUE答案BD2(閉合電路歐姆定律的應(yīng)用)電動勢為3 V的電池，在電路中輸出3 A的電流，由此可知()A內(nèi)、外電阻相差1 B內(nèi)、外電阻之和為1 C外電阻為1 D內(nèi)電阻為1 答案B解析由閉合電路歐姆定律I得：Rr1 ，選B.3(路端電壓與負(fù)載的關(guān)系)對于電動勢和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說法正確的是(I、U、R分別表示干路電流、路端電壓和外電阻)()AU隨R的增大而減小B當(dāng)R0時，U0C當(dāng)電路斷開時，I0，U0D當(dāng)R增大時，U也會增大答案BD4(UI圖象的理解和應(yīng)用)如

9、圖8所示為閉合電路中兩個不同電源的UI圖象，則下列說法中正確的是()圖8A電動勢E1E2，短路電流I1>I2B電動勢E1E2，內(nèi)阻r1>r2C電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1>r2D當(dāng)工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大答案AD解析由閉合電路的歐姆定律得EUIr.當(dāng)I0時電動勢E等于路端電壓U，即UI圖線和U軸的交點就是電源電動勢，由題圖知，兩電源的電動勢相等當(dāng)U0時I，UI圖線和I軸的交點就是短路電流，由題圖知I1>I2，A正確而r|，即圖線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知r1<r2，B、C錯誤當(dāng)工作電流變化量相同時，因為r1<r2，電源2

10、內(nèi)電壓變化較大，由閉合電路的歐姆定律EU外U內(nèi)，可知電源2的路端電壓變化較大，D正確題組一閉合電路歐姆定律的理解1在閉合電路中，下列敘述正確的是()A閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于零C當(dāng)外電路短路時，電路中的電流無窮大D當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大答案AD2在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動勢、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系，下列說法正確的是()A若外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動勢也會隨之增大B若外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必然減小C若外電壓不變，則內(nèi)電壓減小，電源電動勢也會隨內(nèi)電壓減小D若外電壓增大，則內(nèi)電壓減小

11、，電源的電動勢始終等于二者之和答案D題組二閉合電路歐姆定律的簡單應(yīng)用3.如圖1所示的電路中，把R由2 改變?yōu)? 時，電流強度減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為()圖1A4 B8 C6 D2 答案D解析根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(Rr)，當(dāng)R2 時，EI(2r)；當(dāng)R6 時，E(6r)，解得r2 ，故選D.4.如圖2所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電壓表示數(shù)為3 V，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電壓表示數(shù)為1.8 V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為()圖2A53B35C23D32答案D解析S斷開時，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即：E3 VS閉合時，U外1.8 V，所以U內(nèi)EU外1.2 V因U外IR，U內(nèi)Ir，所以Rr

12、U外U內(nèi)1.81.232.5一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA.若將該電池板與一阻值為20 的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 VB0.20 VC0.30 VD0.40 V答案D解析由已知條件得：E800 mV.又因I短，所以r 20 .所以UIRR×20 mV400 mV0.40 V，選項D正確6有兩個阻值相同都為R的電阻，串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上，通過每個電阻的電流為I，若將這兩個電阻并聯(lián)起來，仍接在該電源上，此時通過一個電阻的電流為2I/3，則該電源的內(nèi)阻是()ARBR/2C4R DR/8答案C解析由閉合電路歐姆定律得，

13、兩電阻串聯(lián)時I，兩電阻并聯(lián)時I·，解得r4R，故選C.題組三UI圖象的應(yīng)用7.如圖3所示為兩個獨立電路A和B的路端電壓與其總電流I的關(guān)系圖線，則()圖3A路端電壓都為U1時，它們的外電阻相等B電流都是I1時，兩電源內(nèi)電壓相等C電路A的電源電動勢大于電路B的電源電動勢DA中電源的內(nèi)阻大于B中電源的內(nèi)阻答案ACD解析在路端電壓與總電流的關(guān)系圖線(UI)中，圖線在U軸上的截距表示電動勢E，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，可見EA>EB，rA>rB.圖中兩直線的交點坐標(biāo)為(I1，U1)，由R可知，路端電壓都為U1時，它們的外電阻相等由UIr可知，電流都是I1時，因r不相等，故兩電

14、源內(nèi)電壓不相等所以選項A、C、D正確8.如圖4所示，A、B分別為電源E和電阻R的UI曲線，現(xiàn)用電源E與電阻R及開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路，由圖象可得此時()圖4A電源的總功率為6 WB電源的效率是50%CR的阻值隨電壓升高而增大D若再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率必減小答案AC9電路圖如圖5甲所示，若電阻R阻值未知，電源電動勢和內(nèi)阻也未知，電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的UI圖線分別如圖乙所示，求：圖5(1)電源的電動勢和內(nèi)阻；(2)電源的路端電壓；(3)電源的輸出功率答案(1)4 V1 (2)3 V(3)3 W解析(1)由題圖乙所示UI圖線知：電源電動勢E4 V，短路電流I短4 A，

15、故內(nèi)阻r1 .(2)由題圖知：電源與電阻構(gòu)成閉合回路時對應(yīng)路端電壓U3 V.(3)由題圖知：R3 ，故P出I2R3 W.題組四綜合應(yīng)用10.如圖6所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S接a點時，標(biāo)有“5 V2.5 W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1 A，此時電阻R兩端的電壓為4 V求：圖6(1)電阻R的阻值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻答案(1)4 (2)6 V2 解析(1)電阻R的阻值為R 4 .(2)當(dāng)開關(guān)接a時，有EU1I1r，又U15 V，I1 A0.5 A.當(dāng)開關(guān)接b時，有EU2I2r，又U24 V，I21 A，聯(lián)立解得E6 V，r2 .11.如圖7所示的電路中，已知電源電動勢E36 V，內(nèi)阻r2 ，R120 ，每盞燈的額定功率都是2 W，額定電壓也相同當(dāng)S閉合，R2調(diào)到14 時，兩燈都正常發(fā)光；當(dāng)S斷開，要使L2仍正常發(fā)光，則R2應(yīng)調(diào)到何值？圖7答案50 解析設(shè)所求阻值為R2，當(dāng)燈L1和L2都正常發(fā)光時，加在燈兩端電壓為額定電壓UL.當(dāng)S閉合時，E1ULI1(R1rR2)，當(dāng)S斷開時，E2ULI2(R1rR2)，又因為E1E2E，I12I22IL(IL為燈泡額定電流)，得IL(R1r2R2R2)0，但I(xiàn)L0，所以R1r2R2R2，即R220 2 2×14 50 .12.如圖8所示電路中，電源電