4.1 闭合电路欧姆定律 学案 (3)

4.1
闭合电路欧姆定律
学案3
【学习目标】
理解闭合电路欧姆定律
能熟练运用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题
理解路端电压与负载的关系
【学习重点】　
理解闭合电路欧姆定律并此定律解决有关的电路问题
【学习难点】　
功率问题
【自主学习】
闭合电路
电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系：U外
+
U内
=
E
1．电动势等于电源___________时电源两极间的电压
断路
2．用电压表接在电源两极间测得的电压U外___E
略小于（不考虑电压表内阻对电路的影响时，U外等于E）
闭合电路欧姆定律
1．内容：__________________________________________________________________
2．表达式：_________
I
=
（注意：其适用条件是纯电阻电路）
3．常用变形式U
=E-Ir（注意：非纯电阻电路也适用）
路端电压与负载的关系
路端电压与外电阻的关系
（1）根据I=可知：当R增大时，I_____，由U=E-Ir知，U_____；反之，当R减小时，I____，U_____
减小
增大
增大
减小
（2）当外电路断开时，R=∞，由I=得I=_____,由U=E-Ir得U=_____
当外电路短路时，R=0，由I=得I=_____,由U=E-Ir得U=_____
0
E
0
路端电压与电流的关系图像
由U=E-Ir
=
–
rI
+
E可知，U-I图像是一条如图所示的直线，则：
（1）图线与纵轴U截距的意义_____________________
（2）图线与横轴I截距的意义_____________________
（3）图像斜率的意义___________________________
电源电动势
短路电流
电源内阻的负值
四、搞清几个概念
1．功率问题
①电源的功率（即电源的总功率）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
三者之间的关系：PE=P出
+
Pr
2．电源的效率：
η
=
对于纯电阻电路，有U
=
IR，E
=
I(
R
+
r
)，则η
=
【典型例题】
图所示，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时．三个灯泡亮度的变化情况是（
）
A．L1变亮，L2和L3皆变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2变亮，L3也变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
解析：当P向右移动时，滑动变阻器的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮；因为U3变大，且路端电压变小，所以L1变暗；总电流变大，又I1变小的，所以L2的电流增大，L2变亮。因此，本题的正确选项应为C．
拓展电路中任一局部发生变化，将引起各处的电流和电压的变化。判断这类问题，可以先从局部的变化推出总电流、路端电压的变化，再根据串、并联电路的特点以及部分电路欧姆定律作出相应的判断。
例2
图所示的电路中，电路消耗的总功率为40W，电阻R1为4Ω，R2为6Ω，电源内阻r为0.6Ω，电源的效率为94％，求：
（1）ab两点间的电压
（2）电源的电动势
解析：R1与R2是并联关系
电源内部的热功率P内
=
I2r，又P内
=
P总（1
-
η）
所以（
A
）
由于R1与R2是并联的，所以（V）
由P总
=
IE，可得E
=
P总/I
=
20V
拓展总电流I是联系内、外电路的桥梁，是求解闭合电路问题的关键。一般来说，，总电流I可以由闭合电路欧姆定律求得，也可以从外电路和内电路上分别由欧姆定律求得，还可以由电源的总功率、输出功率、内部发热功率求得，应视具体问题具体分析。
【反思】
收获
疑问
【达标训练】　
关于电源的电动势，下面叙述正确的是（
C
）
A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
B．同一电源接入不同电路，电动势就会发生变化
C．电源的电动势时表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
D．在闭合电路中，党外电阻变大时，路端电压变大，电源的电动势也变大
如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则（
A
）
A．电灯L更亮，安培表的示数减小
B．电灯L更亮，安培表的示数减大
C．电灯L更暗，安培表的示数减小
D．电灯L更暗，安培表的示数减大
如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图像，则下属说法中不正确的示（
B
）
A．电动势E1
=
E2，发生短路时的电流I1
>
I2
B．电动势E1
=
E2，内阻r1
>
r2
C．电动势E1
=
E2，内阻r1
>
r2
D．当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源的内阻为（
C
）
A．1Ω
B．2Ω
C．4Ω
D．8Ω
如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时（
B
）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
以太阳能电池板，测得他的开路电压为800mV，短路电流40mA．如将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（
D
）
A．0.10V
B．0.20V
C．0.30V
D．0.40V
某学生在研究串联电路的电压时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U，当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U，当并联在A、B两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因是（R1，R2阻值相差不大）（
AD
）
A．AB段断路
B．BC段断路
C．AB段短路
D．BC段短路
如图是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_____V，内阻为____。
E
=
6V
r
=
(2/3)Ω
L1
L2
L3
P
E、r
R1
R2
R3
E、r
a
b
2
I
U
0
1
2
0
2
4
6
8
4
6
U/V
I/A