(共76张PPT)
2．闭合电路的欧姆定律
核 心 素 养 学 习 目 标
物理观念 (1)知道电源的作用及原理；知道电动势的概念和意义．
(2)理解内、外电路的能量转化．
(3)理解闭合电路欧姆定律．
科学思维 (1)能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系．
(2)体会图像法在研究物理问题中的作用．
(3)知道欧姆表测电阻的原理．
科学探究 (1)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程．
(2)探究电源两端电压与电流的关系．
科学态度与责任 了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识．
探究点一 电动势
1．非静电力
(1)非静电力：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷．这种力叫作非静电力．
(2)来源：在化学电池中，非静电力是____作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是____作用，它使机械能转化为电势能．
2．电源
通过非静电力做功把________的能转化为电势能的装置．
化学
电磁
其他形式
3．电动势
(1)定义：非静电力所做的___与所移动的________之比叫作电动势．
(2)公式：E＝____．由电源本身性质决定
(3)单位：伏特，符号：V.
(4)大小：电动势在数值上等于非静电力把____的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
(5)决定因素：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电池的_____无关．
功
电荷量
1 C
体积
【情境思考】
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样．
(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
(2)是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
提示：(1)5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J；2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J.
(2)不是，非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关．若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大．可以用非静电力做的功与电荷量的比值来描述电源把其他形式的能转化为电能的本领．
【思维提升】
1．电源
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能．
(2)在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能．
例1 (多选)下列关于电动势E的说法正确的是( )
A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
B．电动势E是由电源本身决定的，跟外电路无关
C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同
答案：BC
解析：电动势是一个用物理量之比定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源自身的性质决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量．电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，B、C正确．
题后反思
电动势与电势差的区别与联系
练1 (多选)关于电源的电动势，下面说法正确的是( )
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1 C电量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
答案：AB
解析：由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C电量时所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．A、B正确．
练2 (多选)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是( )
A．该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位
B．该电池的电动势为3.6 V
C．该电池在工作1小时后达到的电流为500 mA
D．若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
答案：BD
解析：电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h．电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mA·h是电荷量单位，故A、C错误，B、D正确．
探究点二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
1．闭合电路
(1)闭合电路是指由电源和________及导线组成的完整的电路．
(2)内电路：如图所示，________的电路叫内电路，_____的电阻叫内电阻．
(3)外电路：________的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻．
用电器
电源内部
电源
电源外部
EIt
I2Rt
I2rt
I2Rt＋I2rt
正比
反比
【情境思考】
手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减少多少，但小灯泡不怎么亮了．请思考小灯泡不怎么亮了的原因．
提示：电池用久了，内阻变大，根据闭合电路的欧姆定律知总电流变小，因此小灯泡不怎么亮了．
【思维提升】
1．内、外电路中的电势变化
2．闭合电路中的几个关系式
表达式 物理意义 适用条件
电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路
E＝I(R＋r)①
E＝U外＋Ir②
E＝U外＋U内③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用
EIt＝I2Rt＋I2rt④
W＝W外＋W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用
例2如图所示，电源的内阻不可忽略，电流表是理想电流表．已知定值电阻R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当单刀双掷开关S接位置1时，电流表的示数为0.20 A．那么当开关S接位置2时，下列选项可能是电流表的示数值的是( )
A．0.26 A B．0.22 A
C．0.18 A D．0.16 A
答案：B
练3 飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为80 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.16 V B．0.64 V C．0.40 V D．0.8 V
答案：B
练4 如图所示，电路中定值电阻R1＝3.0 Ω、R2＝6.0 Ω，开关S1、S2均闭合时，电压表的示数为4.0 V；开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为4.5 V．若电压表为理想电表，求电源的电动势E和内阻r.
探究点三 路端电压与负载的关系
1．内电压、路端电压与电动势的关系
内电路的电势降落称为U内，外电路总的电势降落称为U外．关系为E＝_________．
U外＋U内
减小
E－Ir
E
【情境思考】
我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗，这是为什么？
提示：用电高峰时段干路电流比较大，干路导线中的电阻消耗的电压多，灯泡两端的电压变小，因此灯泡变暗．
例3 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是( )
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大
C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
D．若外电路断开，则路端电压为零
答案：C
解析：路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误．
练5 如图所示是甲、乙两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势小于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
答案：A
探究点四 欧姆表的原理
1．欧姆表的原理(如图所示)
2．欧姆表表盘的刻度标注
刻度 标注方法 标注位置
“0 Ω” 红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx＝0 满偏电流Ig处
“∞” 红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx＝∞ 电流为零处
中值
电阻 Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ 刻度盘正中央
“Rx” 与Rx对应电流Ix处
3.欧姆表的表盘刻度特点
(1)欧姆表的表盘刻度不均匀且与其他电表(如电流表、电压表)的刻度是相反的．
(2)从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度线是电流最大刻度，电阻“∞”刻度线是电流零刻度，欧姆表可测阻值为0～∞的电阻．
例4把量程为0～3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图如图所示，其中电源电动势E＝1.5 V．改装后若将原电流表3 mA刻度处定为零阻值位置，则1.5 mA刻度处应标___Ω，1 mA刻度处应标_____Ω.
500
1 000
练6 把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)滑动变阻器选用___．
(2)红表笔接___端，黑表笔接___端．(均填“M”或“N”)
(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为_____．
C
N
M
1 000 Ω
500 Ω
答案：C
2．如图所示，甲、乙、丙为三个不同的电路结构，其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是( )
A．①②③ B．③②①
C．③①② D．②③①
答案：B
解析：电动势的跃升集中在两极，电流通过电阻，电势下降；图甲中外电阻为零，与③对应；图乙中电路断路，与②对应；图丙中电流通过外电阻，电势下降，与①对应，B正确．
答案：A
答案：D
5．在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
1．关于电源电动势，下列说法正确的是( )
A．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化
B．1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大，但电动势相同
C．电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大
D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
答案：B
解析：电动势由电源中非静电力的特性所决定，与外电路无关，所以同一电源接入不同的电路，电动势不会改变，故A错误；电动势由电源中非静电力的特性所决定，跟电源的体积无关，所以虽然1号干电池比7号干电池体积大，但电动势相同，故B正确；电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据W＝qE可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移送电荷的多少有关，故C错误；电动势、电压和电势差物理意义不同，单位相同，故D错误．
2．(多选)关于电源与电路，下列说法正确的是( )
A．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极
B．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极
C．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功
D．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功
答案：BD
解析：电路中电流是由电荷的定向移动形成的，外电路中，电荷在导线中电场的作用下运动，此过程电场力对电荷做正功．根据稳定电流的闭合性和电荷守恒定律，在内电路中，电荷运动方向与电场力的方向相反，电场力对电荷做负功，所以必须有除电场力以外的非静电力做功，使其他形式的能转化为电荷的电势能，所以B、D正确．
3．如图所示是研究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器．则( )
A．电压传感器1测得的是外电压
B．电压传感器2测得的是电动势
C．移动挡板，减小内阻，传感器1的读数增大
D．变阻器R阻值增大时传感器2的读数增大
答案：D
解析：由题图可知，电压传感器1测得的是内电压，A错误；电压传感器2测得的是路端电压，B错误；移动挡板，减小内阻，则内电压减小，即传感器1的读数减小，C错误；变阻器R阻值增大时外电阻增大，路端电压增大即传感器2的读数增大，D正确．
4．研究路端电压U与外电阻R的关系电路如图所示．闭合开关S，改变电阻箱R的阻值，测出多组U和R的值，已知电压表可看作理想电压表，则描绘出的U R图像可能是( )
答案：C
答案：D
解析：当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的示数等于电源的电动势，即E＝3 V．当开关S1、S2均闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2 V，因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.
6．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω，断开S后，电压表的读数为5 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，电压表为理想电表，则电源的内阻r为( )
A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω
答案：C
7．(多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则( )
A．此时理想电流表的示数是2 A
B．此时理想电流表的示数是3 A
C．电源的内阻是1 Ω
D．电源的内阻是2 Ω
答案：AC
解析：题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由部分电路欧姆定律有U＝IR，得I＝2 A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，可得r＝1 Ω，故选项A、C正确，选项B、D错误．
8．如图所示，某电源路端电压U与电流I的关系图像，下列说法中正确的是( )
A．电源的电动势为5.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.2 A时的外电阻是28 Ω
答案：D
9．(8分)如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V．两表均视为理想表，求：
(1)R1、R2的阻值；
(2)电源的电动势和内阻．
10.(多选)(2024·贵州六盘水市第二中学高一阶段练习)某同学用内阻Rg＝20 Ω、满偏电流Ig＝5 mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电阻刻度值尚未标定，电路如图甲所示．该同学将两表笔短接，调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏，再将阻值为400 Ω的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示．
下列说法正确的是( )
A．该电源电动势为1.5 V
B．该电源电动势为3.0 V
C.刻度2.5 mA处标注600 Ω
D．刻度4 mA处标注200 Ω
答案：BC
11．(10分)如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.5 Ω的电动机，R＝8 Ω，电源电动势E＝10 V，当S断开时，电流表的示数I1＝1 A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝3 A．求：
(1)电源内阻r；
(2)开关S断开时，电阻R消耗的功率P；
(3)开关S闭合时，通过电动机M的电流大小IM.
2．闭合电路的欧姆定律
探究点一 电动势
1．非静电力
(1)非静电力：在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷．这种力叫作非静电力．
(2)来源：在化学电池中，非静电力是________作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力是________作用，它使机械能转化为电势能．
2．电源
通过非静电力做功把________的能转化为电势能的装置．
3．电动势
(1)定义：非静电力所做的________与所移动的________之比叫作电动势．
(2)公式：E＝________．
由电源本身性质决定
(3)单位：伏特，符号：V.
(4)大小：电动势在数值上等于非静电力把________的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
(5)决定因素：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电池的________无关．
【情境思考】
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样．
(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
(2)是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
【思维提升】
1．电源
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能．
(2)在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能．
2．电动势
(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，做功本领越强，则电动势越大．
(2)公式E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同．
(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
例1 (多选)下列关于电动势E的说法正确的是( )
A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
B．电动势E是由电源本身决定的，跟外电路无关
C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同
[解题心得]
题后反思
电动势与电势差的区别与联系
练1 (多选)关于电源的电动势，下面说法正确的是( )
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1 C电量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
练2 (多选)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是( )
A．该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位
B．该电池的电动势为3.6 V
C．该电池在工作1小时后达到的电流为500 mA
D．若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
探究点二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
1．闭合电路
(1)闭合电路是指由电源和________及导线组成的完整的电路．
(2)内电路：如图所示，________的电路叫内电路，________的电阻叫内电阻．
(3)外电路：________的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻．
2．闭合电路中的能量转化
(1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝________．
(2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝________．内电路转化的内能为Q内＝________．
(3)根据能量守恒定律，非静电力做的功W＝Q外＋Q内，即EIt＝____________，进一步得：I＝.
3．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．
(2)表达式：I＝.
干路电流
【情境思考】
手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减少多少，但小灯泡不怎么亮了．请思考小灯泡不怎么亮了的原因．
【思维提升】
1．内、外电路中的电势变化
2．闭合电路中的几个关系式
表达式 物理意义 适用条件
I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路
E＝I(R＋r)① E＝U外＋Ir② E＝U外＋U内③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用
EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W外＋W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用
例2如图所示，电源的内阻不可忽略，电流表是理想电流表．已知定值电阻R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当单刀双掷开关S接位置1时，电流表的示数为0.20 A．那么当开关S接位置2时，下列选项可能是电流表的示数值的是( )
A．0.26 A B．0.22 A
C．0.18 A D．0.16 A
[解题心得]
练3 飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为80 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.16 V B．0.64 V
C．0.40 V D．0.8 V
练4 如图所示，电路中定值电阻R1＝3.0 Ω、R2＝6.0 Ω，开关S1、S2均闭合时，电压表的示数为4.0 V；开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为4.5 V．若电压表为理想电表，求电源的电动势E和内阻r.
探究点三 路端电压与负载的关系
1．内电压、路端电压与电动势的关系
内电路的电势降落称为U内，外电路总的电势降落称为U外．关系为E＝________________．
2．路端电压与负载的关系
(1)路端电压与电流的关系
电流增大，路端电压________．关系式为U＝________．
(2)路端电压与外电阻的关系
①在纯电阻电路中，外电路的电阻越大，路端电压越大．表达式为U＝E－；②当外电路断开时，U＝________；③当外电路短路时，U＝0，短路电流I＝________．
【情境思考】
我们有这样的经验，傍晚是每一天用电高峰时段，万家灯火，但是灯光较暗，这是为什么？
【思维提升】
1．路端电压随外电阻变化的规律
(1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大．
(2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小．
(3)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电动势；当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝.
2．路端电压U随电流I变化的图像
(1)图像的函数表达式U＝E－Ir
(2)图像的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E.
②在横轴上的截距表示电源的短路电流I短＝.
③图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．
例3 电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是( )
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大
C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
D．若外电路断开，则路端电压为零
[解题心得]
练5 如图所示是甲、乙两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是( )
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势小于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
探究点四 欧姆表的原理
1．欧姆表的原理(如图所示)
2．欧姆表表盘的刻度标注
刻度 标注方法 标注位置
“0 Ω” 红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx＝0 满偏电流Ig处
“∞” 红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx＝∞ 电流为零处
中值 电阻 Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ 刻度盘正中央
“Rx” 红、黑表笔接Rx，Ix＝，Rx与Ix一一对应 与Rx对应电流Ix处
3.欧姆表的表盘刻度特点
(1)欧姆表的表盘刻度不均匀且与其他电表(如电流表、电压表)的刻度是相反的．
(2)从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度线是电流最大刻度，电阻“∞”刻度线是电流零刻度，欧姆表可测阻值为0～∞的电阻．
例4把量
程为0～3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图如图所示，其中电源电动势E＝1.5 V．改装后若将原电流表3 mA刻度处定为零阻值位置，则1.5 mA刻度处应标________Ω，1 mA刻度处应标________Ω.
[解题心得]
练6 把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)滑动变阻器选用________．
(2)红表笔接________端，黑表笔接________端．(均填“M”或“N”)
(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为________．
1．对于电流和电动势概念的理解下列正确的是( )
A．电动势就是电源两极的电压
B．电压U＝和电动势E＝中的W是一样的，都是静电力所做的功
C．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极
D．一段金属导体中单位体积内的自由电子数目越多则形成的电流越大
2．如图所示，甲、乙、丙为三个不同的电路结构，其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是( )
A．①②③ B．③②①
C．③①② D．②③①
3．如图所示为某一电源的U I图线，由图可知( )
A．电源电动势为2 V
B．电源内电阻为 Ω
C．电源短路时电流为6 A
D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为4 A
4.一个将电流表改装成欧姆表的示意图如图所示，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．4R B．5R
C．10R D．16R
5．在如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
2．闭合电路的欧姆定律
导学 掌握必备知识 强化关键能力
探究点一
1．(2)化学 电磁
2．其他形式
3．(1)功 电荷量 (2) (4)1 C (5)体积
情境思考
提示：(1)5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J；2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J.
(2)不是，非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关．若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大．可以用非静电力做的功与电荷量的比值来描述电源把其他形式的能转化为电能的本领．
[例1] 解析：电动势是一个用物理量之比定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源自身的性质决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量．电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，B、C正确．
答案：BC
练1 解析：由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C电量时所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．A、B正确．
答案：AB
练2 解析：电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h．电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mA·h是电荷量单位，故A、C错误，B、D正确．
答案：BD
探究点二
1．(1)用电器 (2)电源内部 电源 (3)电源外部
2．(1)EIt (2)I2Rt I2rt (3)I2Rt＋I2rt
3．(1)正比 反比
情境思考
提示：电池用久了，内阻变大，根据闭合电路的欧姆定律知总电流变小，因此小灯泡不怎么亮了．
[例2] 解析：设电源电动势是E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律得I1＝＝0.2 A ①，I2＝ ②，因8＋r＜10＋r，则I2＞I1＝0.2 A，当r＝0时电流最大，由①可知E＝2 V，则I2＝＝0.25 A，则I2大于0.2 A，小于0.25 A，B正确．
答案：B
练3 解析：由题意可得，太阳能电池板的电动势E＝800 mV，由题意可得I短＝，则r＝ Ω＝20 Ω，则串联80 Ω后的路端电压为U＝×80 V＝0.64 V，B正确．
答案：B
练4 解析：开关S1、S2均闭合时，电压表的示数为4.0 V，根据闭合电路欧姆定律，有
E＝Ir＋U1，I＝I1＋I2＝，
开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为4.5 V，根据闭合电路欧姆定律，有E＝I′，I′＝，
联立可得r＝1 Ω，E＝6 V.
答案：E＝6 V r＝1 Ω
探究点三
1．U外＋U内
2．(1)减小 E－Ir (2)②E ③
情境思考
提示：用电高峰时段干路电流比较大，干路导线中的电阻消耗的电压多，灯泡两端的电压变小，因此灯泡变暗．
[例3] 解析：路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误．
答案：C
练5 解析：当甲、乙两电源的路端电压都为U0时，它们的回路电流相同，R外＝也相同，A正确；纵轴截距表示电动势，故电源甲的电动势大于电源乙的电动势，C错误；斜率的绝对值表示内阻的大小，故电源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D错误；由于二者内阻不同，故电流为I0时，两电源的内电压不相等，B错误．
答案：A
探究点四
[例4] 解析：欧姆表内阻R内＝ Ω＝500 Ω，电流为1.5 mA时，I＝，则R＝R内＝500 Ω；电流为1 mA时，I′＝＝0.001 A，解得R′＝1 000 Ω.
答案：500 1 000
练6 解析：(1)两表笔直接接触时，调节滑动变阻器的阻值使电流达到满偏Ig＝，
解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选C.
(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端．
(3)电流I＝2 mA时，有I＝，
解得Rx＝1 000 Ω.
电流I′＝3 mA时，I′＝，
解得R′x＝500 Ω.
答案：(1)C (2)N M (3)1 000 Ω 500 Ω
导练 落实创新应用 提升学科素养
1．解析：在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，由于电源有内电压，所以电源两极间的电压小于电动势，只有当电源没有接入电路时，两极间的电压等于电动势，故A错误；电压U＝和电动势E＝中的W是不一样的，在电源的内部是靠非静电力做功，故B错误；在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极，故C正确；由I＝可知，一段金属导体中电流的大小，与单位体积内的自由电子数目的多少无关，故D错误．
答案：C
2．解析：电动势的跃升集中在两极，电流通过电阻，电势下降；图甲中外电阻为零，与③对应；图乙中电路断路，与②对应；图丙中电流通过外电阻，电势下降，与①对应，B正确．
答案：B
3．解析：在U I图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确；横轴截距表示短路电流，C错误；U I图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则r＝ Ω＝0.2 Ω，B错误；当电路路端电压为1 V时，内电阻分得的电压U内＝E－U外＝2 V－1 V＝1 V，则电路中的电流I＝ A＝5 A，D错误．
答案：A
4．解析：当进行电阻调零时，待测电阻为零，此时电流最大；当接入电阻时，指针偏转角度减小，通过电流的变化情况来判断外电阻的变化情况．当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时表头满偏，即Ig＝，当测量电阻值为R的电阻时，有，设待测电阻阻值为Rx，有，联立各式得Rx＝16R，D正确．
答案：D
5．解析：当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I1＝0.5 A，由闭合电路欧姆定律得
E＝I1(R2＋r)，
当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流I2＝，
联立解得E＝3 V，r＝1 Ω.
答案：3 V 1 Ω
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