(共32张PPT)
12.2 闭合回路的欧姆定律(第一课时)
人教版(2019)高二年级物理必修3同步备课系列
1
电动势
目录
CONTENTS
2
闭合电路欧姆定律及其能量分析
新课导入
图中小灯泡的规格都相同,两个电路中的电池也相同。多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗。
如何解释这一现象?
第一部分
电动势
01 闭合电路
由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路(closed circuit)。
内电路
外电路
2.外电路:电源外部的电路
导线、电源、用电器
1.闭合电路的结构:
3.内电路:电源内部的电路
02 问题探究
1.电源外部,自由电子将怎样移动?电流方向又如何?
++++
----
-
电子从负极到正极,电流从正极流向负极
2.电源内部,自由电子将怎样移动?电流方向又如何?
电子从正极流到负极,电流从负极流向正极
3.电源内部的正电荷受到电场力方向?电场力做正功还是负功?
从负极指向正极
负功
4.什么力来克服电场力做功?
非静电力
非静电力
电源的作用
02 电源
电源:通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。
干电池
发电机
在干电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能;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。
问题:电源内部的非静电力是由什么提供的?
想一想,不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗?
03 电动势
1.定义:非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
2.定义式:
(W:非静电力做的功 q:电荷量)
3.单位: 伏特(V) 1 V=1 J/C
标量
4.物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小。
5.特点:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积和外电路均无关。
04 电源的三个重要参数
3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量。
单位:安·时(A·h) 毫安·时(mA·h)
1.电源的电动势E。
2.电源的内阻:电源的内部也是由导体组成的,所以也有电阻,用符号r表示。
手机待机时间长短和哪个参数有关
与电压一样吗?
05 典例探究
【典例1】铅蓄电池的电动势为2 V,这表示
A.电源将1 C的正电荷从正极移至负极的过程中,2 J的化学能转变为电能
B.电源将1 C的正电荷从负极移至正极的过程中,2 J的化学能转变为电能
C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能
D.铅蓄电池比一节干电池(电动势为1.5 V)的体积大,故电动势大
【答案】B
【解析】铅蓄电池的电动势为2 V,表示非静电力将1 C的正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2 J,即2 J的化学能转变为电能,与时间无关,故A、C错误,B正确;电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领,铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大,与二者的体积大小无关,故D错误。
第二部分
闭合电路欧姆定律及其能量分析
01 电路中的电流
在外电路中,电流方向由正极流向负极。
在内电路中,通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极,所以电流方向由负极流向正极。
2.闭合回路的电流
1.部分电路的电流
内电路与外电路中的总电流是相同的。
r
E
R
S
I
I
R
U
实际的电源可分解成不计内阻的理想电源和一个内阻两部分
02 电路中的电势变化
1.在外电路中,沿电流方向电势降低。
2. 在内电路中,一方面,存在内阻,沿电流方向电势也降低;另一方面,沿电流方向存在电势“跃升”(BC 和DA为化学反应层)。
A
B
C
D
R
E 、r
化学反应层
A
C
D
Ir
内阻上电势降低
B
电势突升
电势突升
03 问题探究
外电路电阻称为外电阻,用R表示;内电路电阻称为内电阻,用r表示.
外电路
R
内电路
E
r
问题:对于闭合电路来说,内、外电路都会出现电势降低,电势能减少。那么,电流I跟电源电动势E即内阻r、外电路电阻R之间会有怎样的关系呢?
W非静电力=qE=IEt
1.合上开关,电路中有电流的同时伴随能量的转化,在时间t内,有多少化学能转化为电能?
3.电流流经内电阻r时,在时间t内转化的内能?
2.电流流经外电阻R时,在时间t内转化的内能?
外电路产生电热为:Q外=I2Rt
内电路产生电热为:Q内=I2Rt
03 问题探究
以上各能量之间有什么关系?
R
E
r
04 闭合电路欧姆定律
根据能量守恒定律,非静电力做的功应该等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和。
W=Q外+Q内
IEt=I2Rt+I2rt
E=IR+Ir
闭合电路中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,这个结论叫作闭合电路欧姆定律。
适用范围:外电路为纯电阻的电路
05 典例探究
【典例2】(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】由题图可知电压表测量的是外电路电压,电流表测量的是通过可变电阻R的电流,由U=IR,得I=2 A,再由闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,将I=2 A、U=4 V、E=6 V代入可得r=1 Ω,故选项A、C正确,B、D错误。
05 典例探究
【典例3】(2023·清远市高二期末)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。两表均视为理想电表,求:
(1)R1、R2的阻值;
(2)电源的电动势和内阻。
05 典例探究
05 典例探究
【典例4】 (2024·郴州市高二期中)如图所示,电源电动势E=6 V,小灯泡L的规格为“3 V,0.9 W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=8 Ω时,小灯泡L正常发光,现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,已知电动机的线圈电阻R0=2 Ω。求:
(1)电源内阻;
(2)电动机效率。
05 典例探究
【解析】(1)小灯泡正常发光时的电阻为
电源内阻为r=R总-RL-R=2 Ω
(2)当开关S接2时,灯泡正常发光,电路中的电流与开关S接1时的电流相同,所以电动机的正常工作电压U机=E-I(RL+r)=2.4 V,电动机的输入功率P入=U机I=0.72 W,而电动机的热功率P热=I2R0=0.18 W,则电动机输出的机械功率
P机出=P入-P热=0.54 W,电动机的效率
巩固提升
第三部分
01 小结
闭合回路的欧姆定律
电动势
闭合电路欧姆定律及其能量分析
电动势:非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。
E=IR+Ir
E=U外+U内
02 课堂练习
1.(2023·乐山市高二开学考试)下列关于电压、电动势的说法正确的是
A.电源的电动势与外部电路有关
B.电压与电动势的单位都是伏特,外电路电压即为电动势
C.电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电势能的本领越强
D.由电动势公式E= 可知,电动势的大小与非静电力所做功的多少成正比
【答案】C
【解析】电动势是电源自身的属性,与外电路无关,故A错误;电压与电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,故B错误;电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电势能的本领越强,故C正确;电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领强弱的物理量,电动势的大小与非静电力做功无关,故D错误。
02 课堂练习
2.(2023·华中师大一附中高二期中)锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作,如图为锂电池放电时的内部结构。该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7 V,则
A.非静电力做的功越多,电动势越大
B.移动一个锂离子,需要消耗电能3.7 J
C.“毫安·时”(mA·h)是电池储存能量的单位
D.锂离子电池放电时,电池内部非静电力做
正功,化学能转化为电能
02 课堂练习
【答案】D
【解析】电动势是电源自身的属性,与非静电力做功无关,故A错误;根据非静电力做功的公式W=qE得,移动一个锂离子需要消耗的电能是3.7 eV,故B错误;
根据电流定义式I= 可知,“毫安·时”(mA·h)是电荷量的单位,故C错误;锂离子电池放电时,Li+从负极通过隔膜返回正极,电池内部非静电力做正功,化学能转化为电能,故D正确。
02 课堂练习
3.(多选)纯电阻电路中,若E表示电动势,U表示外电压,U′表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示干路电流,则下列各式正确的是
【答案】BD
02 课堂练习
4.(2023·湖南省常德一中月考)某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系,其中定值电阻R1=10 Ω、R2=8 Ω,电源的内阻r=2 Ω。当单刀双掷开关接1时电流表的示数为I1=0.2 A;则当单刀双掷开关接2时,电流表的示数I2为
A.0.24 A B.0.2 A
C.0.18 A D.0.3 A
02 课堂练习
5.在如图所示的电路中R1=4 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=3 V。当S闭合时,理想电压表的示数为U=1 V。则流过电源的电流和电源的内阻分别为
A.0.25 A 2 Ω B.0.5 A 2 Ω
C.0.25 A 4 Ω D.0.5 A 4 Ω
02 课堂练习
6.(2023·绍兴市高二期末)小明同学买了一只手电筒,串联上两节1号干电池(1节干电池的电动势为1.5 V),小灯泡正常发光。他取出小灯泡看到上面标有“2.5 V,0.25 A”的字样,则可推算出每节干电池的内阻为
A.2.5 Ω B.2.0 Ω
C.1.0 Ω D.0.5 Ω
【答案】C
【解析】设每节干电池的内阻为r,电动势为E,根据闭合电路欧姆定律可得2E=UL+I·2r,其中有E=1.5 V,UL=2.5 V,I=0.25 A,代入解得r=1 Ω,故选C。
02 课堂练习
7.在如图所示的电路中,电阻R1=12 Ω,R2=6 Ω,电压表视为理想电表。当开关S断开时,电压表示数为9 V,当开关S闭合时,电压表示数为6 V。求:
(1)开关S断开时,流过R1的电流;
(2)开关S闭合时,回路的总电流;
(3)电源的电动势E和内阻r。
02 课堂练习
【解析】(1)开关S断开时,流过R1的电流
(3)根据闭合电路欧姆定律E=I1r+U1,E=Ir+U2
联立解得E=12 V,r=4 Ω。(共52张PPT)
12.2 闭合回路的欧姆定律(第二课时)
人教版(2019)高二年级物理必修3同步备课系列
1
路端电压与负载
目录
CONTENTS
2
闭合电路动态分析
3
功率与效率
4
两种U-I 图像的对比
4
电阻表的原理
01 温故知新
内电路
外电路
闭合电路中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,这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
E=IR+Ir
E=U外+U内
第一部分
路端电压与负载
02 问题探究
外电路中的用电器叫负载,外电路的电势降落叫路端电压.
负载
U=E-Ir
由E=U外+U内知
你知道为什么多个并联的小灯泡的亮度明显比单独一个小灯泡暗?
02 问题与思考
电路中电源电动势E和内阻r是一定的,根据“越并越小”,可知路端总电阻减少。
根据 可知,电流增加。
再根据U=E-Ir 可知,路端电压减少,所以变暗。这就解释了节前“问题”栏目中的实验现象。
接下来请观看视频解读
03 两种特殊电路
U外=I R外=
E
R外+r
R外
=
E
1+
r
R外
1.外电路断路时:
2.外电路短路时:
04 电源的外部特性曲线
(1)图像的函数表达式
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
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。
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E。
(2)图像的物理意义
U
I
O
E
I短
θ
断路
短路
路端电压U随电流I变化的图像
r=0
05 典例探究
【典例1】电源的电动势为4.5 V,外电阻为4.0 Ω时,路端电压为4.0 V,
(1)如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻,路端电压是多少?
(2)如果把一个6.0 Ω的电阻串联在外电路中,路端电压又是多少?
第二部分
闭合电路的功率与效率
01 闭合电路的功率和效率
1.电源提供的功率:
2.电源的输出功率:
3.电源内阻上的热功率:
4. 供电效率:
对纯电阻电路,电源的效率为:
02 电源的最大输出功率
O
R
P
r
Pm
5.电源最大输出功率:
输出功率:P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外
(外电阻为纯电阻电路)
当R=r时,电源输出功率最大,但效率只有百分之五十。
03 典例探究
【典例2】如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器阻值为R,闭合开关S。
(1)当满足什么条件时,电源的输出功率P出最大?P出最大值为多少?
(2)当电源的输出功率最大时,电源的效率η也是最大吗?为什么?
03 典例探究
【解析】(1)电源的输出功率
R越大,效率η越高,当R=r时,即电源有最大的输出功率,效率仅为50%。
05 典例探究
拓展1 如图所示,电路中E=4 V,r=2 Ω,定值电阻R0=0.5 Ω,滑动变阻器阻值R的调节范围为0~10 Ω,当滑片从最右端滑至最左端过程中。
(1)当R=____,定值电阻R0消耗的功率最大;
0
(2)当R=________,电源的输出功率P出最大,最大输出功率Pm为_______。
1.5 Ω
2 W
(3)当R=________,滑动变阻器消耗的功率PR最大,滑动变阻器消耗的最大功率Pm′为________。
2.5 Ω
1.6 W
05 典例探究
【解析】(1)R0是定值电阻,由P0=I2R0知,当I最大时,P0最大
05 典例探究
(3)滑动变阻器,是可变电阻,将R0和电源等效为一新电源,则新电源内阻为R0+r。
当R=R0+r=2.5 Ω时,PR最大,滑动变阻器消耗的最大功率
05 典例探究
拓展2 若拓展1中定值电阻R0=4 Ω,其他条件不变,当滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端过程中,当R=____,电源的输出功率最大,最大输出功率Pm为________(结果保留3位有效数字)。
06 方法总结:功率最大值的求解方法
1.对定值电阻来说,通过其电流最大时功率也最大。
2.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大,若不能相等,外电阻越接近内阻,电源的输出功率越大。
3.如图,求解滑动变阻器阻值R2消耗的最大功率时,
可把定值电阻R1等效为电源内阻的一部分,则R2=R1+r时,滑动变阻器上消耗的功率最大。
闭合电路动态分析
第三部分
01 问题思考
问题1:如图甲所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,当滑动变阻器R1的滑片向右滑动时,以下物理量将如何变化?(均选填“增大”或“减小”)
【分析】
①回路中的电流I ;
②R0两端电压U0=IR0 ,内电压U内=Ir ;
③路端电压U外=E-U内 ,R1两端的电压U1=E-I(r+R0) 。
减小
减小
减小
增大
增大
01 问题思考
问题2:如图乙所示,若将R1并联一定值电阻R2,其他条件不变,当滑动变阻器R1的滑片向右滑动时,R1与R2的并联阻值R并 ,电流表
示数 ,R2所在支路的电流表 示数 ,通过R1的电流 , 示数 , 示数 。
增大
减小
增大
减小
增大
增大
02 闭合电路动态问题的分析方法
1.程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路,按以下步骤分析(如图):
02 闭合电路动态问题的分析方法
2.结论法——“串反并同”
“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。
“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
注意:此方法适用条件为电源内阻不为零。
3.极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使其电阻最大或电阻为零,画等效电路图分析各电学量的变化情况。
03 典例探究
【典例4】(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是
两种U-I图像的对比
第四部分
01 问题思考
问题:如图所示,甲图中定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的阻值为R,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的a、b两直线所示。(电表均为理想电表)
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线?
【提示】电流增大,路端电压减小,定值电阻R0的分压增大,V1测量电阻R0两端电压,示数变化如b直线所示,V2测量路端电压,示数变化如a直线所示。
01 问题思考
问题:如图所示,甲图中定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的阻值为R,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的a、b两直线所示。(电表均为理想电表)
(2)a、b直线的斜率分别表示什么?
【提示】a直线斜率的绝对值表示电源的内阻r的大小,b直线的斜率表示电阻R0的大小。
(3)R取何值时,a、b直线相交?
【提示】R=0时,U1=U2,a、b直线相交。
02 两种U-I图像
1.定值电阻的U-I图像与电源U-I图像的区别
项目 定值电阻的U-I图像 电源的U-I图像
图像的形状
关系式 U=IR U=E-Ir
项目 定值电阻的U-I图像 电源的U-I图像
图像的物理意义 表示导体的性质,U与I成正比的前提是电阻R保持不变 表示电源的性质,电源的电动势和内阻保持不变,外电路电阻R变化,才有U和I的变化
图像斜率的物理意义 等于定值电阻R的阻值 绝对值等于电源内阻r
1.定值电阻的U-I图像与电源U-I图像的区别
02 两种U-I图像
2.定值电阻的U-I图像与电源U-I图像的交点坐标的意义:
如图所示,电源和定值电阻的U-I图线在同一个坐标系中,两条图线的交点(1 A,3 V)的含义是:当图线A所示的外接电阻与图线B所示的电源连接后,流过电阻的电流是1 A,电阻两端的电压为3 V;同时电源的输出电流是1 A,路端电压为3 V。电源的输出功率P=UI=3 W,其大小等于图中两条虚线与坐标轴所围的面积的数值。
02 两种U-I图像
03 典例探究
【典例5】(多选)(2023·宝鸡市高二期末)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化而变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图像。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ交点的坐标分别为P(5 A,3.5 V)、Q(6 A,5 V)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2连接,则下列说法正确的是
A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是21∶25
D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10
03 典例探究
电阻表的原理
第五部分
01 问题探究
问题:已知电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,小量程电流表的满偏电流为Ig=10 mA,电流表内阻Rg=7.5 Ω。
(1)若用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏?
(2)调到满偏后保持R1的值不变,在AB间接一个多大的电阻R0,才能使电流表指针指向刻度盘中间位置?
01 问题探究
问题:已知电源电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,小量程电流表的满偏电流为Ig=10 mA,电流表内阻Rg=7.5 Ω。
(3)保持R1的值不变,如果把任意电阻Rx接在A、B间,电流表读数Ix与Rx的值有什么关系?
(4)通过以上计算,你有何发现?
【提示】Rx与Ix一一对应,若把电流表的电流刻度都按Rx= -150(Ω)的规律转换成电阻刻度,就可制成一个能直接测量电阻的仪器。
02 电阻表原理
电阻表的测量原理是闭合电路欧姆定律,电阻表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。
(1)红、黑表笔短接,如图甲所示,被测电阻Rx=0时,调节调零电阻R1,
使电流表指针达到满偏,有I=Ig= = ,这一过程叫_____
。满偏电流Ig处可标电阻大小为“ ”。
欧姆
调零
0
02 电阻表原理
(2)红、黑表笔断开,如图乙所示,被测电阻Rx→∞,有I=0,可以在I=0处标电阻大小为“ ”。
(3)当Rx为0到∞之间某一数值时,如图丙所示,Ix= = ,
每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值。
(4)当Rx= 时,指针偏转到表盘中间,有I= ,此时Rx等于电阻表的 ,称为中值电阻。
∞
Rg+R1+r
内阻RΩ
03 典例探究
【典例6】电阻表的工作原理图如图所示。
(1)若表头的满偏电流为Ig=500 μA,干电池的电动势为1.5 V,把灵敏电流表的电流刻度值对应的电阻表电阻填在下表中:
电流刻度 0 200 μA 300 μA 500 μA
电阻刻度 ∞ ________ ________ ____
4.5×103 Ω
2×103 Ω
0
(2)这只电阻表的总内阻为________ Ω,表针偏转到满刻度的 时,待测电阻为________ Ω。
3 000
6 000
03 典例探究
【解析】(1)对应电流“0”刻度的电阻刻度为“∞”,对应满偏电流“500 μA”刻度的电阻刻度为“0”,所以欧姆调零时,
巩固提升
第六部分
01 小结
闭合回路欧姆定律的应用
路端电压与负载
闭合电路的功率与效率
闭合电路动态分析
两种U-I图像的对比
电阻表的原理
02 课堂练习
1.关于闭合电路,下列说法正确的是
A.电源正负极被短路时,电流很小
B.电源正负极被短路时,路端电压最大
C.外电路断路时,路端电压为零
D.用电器增加时,路端电压可能减小
【答案】D
【解析】电源正负极被短路时,外电路电阻为零,则电流很大,此时路端电压为零;外电路断路时,电路中电流为零,此时路端电压等于电动势; 用电器增加时,如用电器是并联接入,则外电路电阻减小,电路中电流增大,内电压增大,则路端电压减小。故选D。
02 课堂练习
2.(多选)(2023·新疆乌鲁木齐八一中学高二期末)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的a、b、c所示,下列判断正确的是
A.直线a表示电源的PE-I图线
B.曲线c表示电源的PR-I图线
C.电源的电动势E=4 V,内阻r=2 Ω
D.电源的最大输出功率Pmax=2 W
02 课堂练习
【答案】ACD
【解析】电源的总功率PE=EI∝I,故PE-I图线是直线,故A正确;输出功率PR=PE-Pr=EI-I2r,应为开口向下的曲线,故曲线b表示PR-I图线;电源内部的发热
,功率Pr=I2r,应为开口向上的曲线,故曲线c表示Pr-I图线,故B错误;
02 课堂练习
3.(2024·上海市高二期中)如图所示,L1、L2是两只完全相同的小灯泡,R为光敏电阻,当光照越强时,阻值越小。开关S闭合后,随着光照强度逐渐增大,两灯的亮度变化情况
A.L1逐渐变亮、L2逐渐变暗
B.L1逐渐变亮、L2逐渐变亮
C.L1逐渐变暗、L2逐渐变亮
D.L1逐渐变暗、L2逐渐变暗
02 课堂练习
【答案】C
【解析】灯L1与光敏电阻并联,然后与灯L2串联,当闭合开关S且逐渐增大光照强度时,光敏电阻阻值减小,则电路中总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律
可知,电路中总电流将增大,内阻分压增大,路端电压减小,而灯L2在干路,根据UL2=I总RL,可知,灯L2两端的电压增大,路端电压U=UL2+UL1,可知灯L1两端的电压一定减小,由此可知,开关S闭合后,随着光照强度逐渐增大,L1逐渐变暗、L2逐渐变亮,故选C。
02 课堂练习
4.(2023·海南省高二下学业水平诊断)在如图甲所示的电路中,电流表和电压表都可以看作理想电表,移动滑动变阻器R的滑片,电压表读数U随着电流表读数I的增大而减小,换用不同的电池1和2,得到如图乙所示相应的两条U-I图线1和2,根据U-I图线,下列说法正确的是
A.电池2的电动势大于电池1的电动势
B.电池2的内阻大于电池1的内阻
C.两电池电动势与其内阻之比相等
D.电流相等时,R上消耗的功率相等
02 课堂练习
【答案】C
【解析】根据U=E-Ir可知,图线在U轴上的截距等于电源电动势,图线斜率的绝对值等于电源内阻,由图像可知,电池2的电动势小于电池1的电动势,电池2的内阻小于电池1的内阻,选项A、B错误;
电池的电动势与内阻之比等于短路电流I短= ,则两电池电动势与其内阻之比相等,选项C正确;由图像可知,电流相等时(未短路),R两端的电压不等,则根据P=IU可知,电阻R消耗的功率不相等,选项D错误。
02 课堂练习
5.如图所示,把一个量程为5 mA的电流表表头改装成电阻表“×1”挡,表头的内阻是50 Ω,电池的电动势是1.5 V,内阻为10 Ω。经过欧姆调零之后测电阻,当电阻表指针指到中间刻度位置时,被测电阻Rx的阻值是
A.60 Ω B.150 Ω
C.300 Ω D.600 Ω
02 课堂练习