12.2闭合电路的欧姆定律 （含答案）高二物理人教版（2019）必修第三册课前导学

12.2闭合电路的欧姆定律—2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课前导学
基础知识导学
一　电动势
1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
2．非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。
3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
4．电动势
(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领，由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。
(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(3)定义式：E＝。
(4)单位：伏特，符号是V。
二　闭合电路欧姆定律及其能量分析
1．部分电路欧姆定律
(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
(2)公式：I＝。
2．闭合电路中内、外电路的电势变化：外电路中正电荷在恒定电场作用下由正极移到负极，沿电流方向电势降低，内电路中非静电力把正电荷由负极移到正极，沿电流方向电势升高。内阻的电势沿电流方向降低。
3．内电阻：电源内电路中的电阻。
4．闭合电路中的能量转化：如图所示，A为电源正极，B为电源负极，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。
5．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)表达式：I＝。
(3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。
三　路端电压与负载的关系
1．负载：外电路中的用电器。
2．路端电压与负载的关系
(1)路端电压：外电路的电势降落。
(2)负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。
(3)路端电压的表达式：U＝E－Ir。
(4)路端电压随外电阻的变化规律
①当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，Ir增大，路端电压U＝E－Ir故路端电压U减小。
②两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源的电动势，当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝，电源的内阻r一般都很小，短路时电流很大，会导致温度过高，烧坏电源，甚至引起火灾。
重难问题探究
1、闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。
2、负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。
基础小题试练
1.如图，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为q，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是( )
A.qvS，与v同向 B.qvS，与v反向
C.，与v同向 D.qv，与v反向
2.如图所示是将一个电流表（内阻可忽略）改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
3.如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为( )
A. B. C. D.
2
答案以及解析
1.答案：D
解析：电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向即为电流的方向，故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动，形成等效电流，电流的方向与v反向，设橡胶棒的长度为l，则
故选D。
2.答案：D
解析：欧姆调零时两表笔短接，电流表满偏，所以，测量阻值为R的电阻时，，测量未知电阻时，，联立可得，故D正确，A、B、C错误.
3.答案：C
解析：由电路的串并联规律可知，电阻两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间电势差，则，C对。