4.1 闭合电路欧姆定律 学案 (2)

4.1
闭合电路欧姆定律
学案2
【学习目标】　
1.知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
3.理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。
4.理解路端电压与负载电阻R的关系。
【学习重点】　
理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题。
【知识要点】　
1、闭合电路欧姆定律：
(1)电动势、内电压、外电压三者之间的关系
当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫_________，用U内表示。电源外部的电路叫_________，外电路两端的电压叫_________，也叫_________，用U外表示。则E=U内+U外,即在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压之和。
(2)注:①用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U外②当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以U内=0,此时E=U外,即电源电动势等于没有接入电路时的路端电压.
(2)定律内容: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。
(3)定律公式:I=注：只适用于外电路为纯电阻的闭合电路
(4)常用的变形:
U外=E-Ir
2、路端电压与负载的关系
（1）公式：对纯电阻电路U外=IR=E-Ir=E-r
注：当外电路断开时，R=，Ir=0，U外=E，此为直接测量电动势的依据。
当外电路短路时，r=0，I=（称为短路电流），U外=0
(2)路端电压U外与外电阻R之间的关系
①当外电阻R增大时，电流I减小；内电压Ir减小，由U外=E-Ir可知路端电压U外增大
②当外电阻R减小时，电流I增大；内电压Ir增大，路端电压U外减小。
(3)路端电压与电流的关系图象
注：图象中横轴上截距的值为短路电流
E
U/V
等于I0=;纵轴的截距等于电源的电动势
E.直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，
即r===tan.越大，
0
I/A
表明电源的内阻越大
知识点1、关于电源的输出功率问题
要搞清几个概念：
①电源的功率（电源的总功率）PE=EI
②电源的输出功率P出=UI
③电源内部消耗的功率Pr=I
2r
⑵电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
【典型例题】　
【例1】已知如图，E
=6V，r
=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。
解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；②R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为1.5W。
【例2】在如图所示的电路中，R1=10
Ω，R2=20
Ω，滑动变阻器R的阻值为0～50
Ω，当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______
A．逐渐变亮
B．逐渐变暗
C．先变亮后变暗
D．先变暗后变亮
解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.
电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。综上所述，选项B正确。
【反思】
收获
疑问
【达标训练】　
如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中V为电压表（其电阻足够大），定值电阻R=7.0Ω。在电键未接通时，V的读数为6.0V；接通电键后，V的读数变为5.6V。那么，电池组的电动势和内电阻分别等于（
A
）
A．6.0V，0.5Ω
B．6.0V，1.25Ω
C．5.6V，1.25Ω
D．5.6V，0.5Ω
将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线，与标有“6V，7.2W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是（
B
）
A．6
V
B．7.5V
C．9V
D．10.5V
如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω。当电键打开时，电流表的示数是0.5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是
（
BD
）
A．I=1.5A
B．I＜1.5A
C．P=15W
D．P＜15W
如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（
AC
）
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．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是（
BD
）
A．接在110
V的电路上时的功率为20
W
B．接在110
V的电路上时的功率为10
W
C．接在440
V的电路上时的功率为160W
D．接在220
V的电路上时的功率为40
W
如图所示，A灯的额定功率为15W，A灯与B灯额定电压相同，在外加电压改变时设两盏灯的电阻保持不变，当K1与K2都断开时，电压表读数U=12V；当K1闭合，K2断开时，电压表读数U1=11V；当K1、K2都闭合时，电压表读数U2=9V时，则B灯的额定功率为________W。
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