2 闭合电路的欧姆定律
[教材链接] (1)所做的功W 所移动的电荷量q 非静电力 其他形式的 电势 (3)非静电力的特性 无关
例1 B [解析] 电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功,即把太阳能转化为电能的多少,而不是在1 s内转变的电能,选项A错误,B正确;电动势越大,则电源将其他形式的能转化为电能的本领越大,选项C错误;无论该电池是否接入电路,电动势的大小恒为0.6 V,选项D错误.
[教材链接] (1)电动势 内、外电路的电阻之和
(2)① 纯电阻
[科学探究] (1)在外电路中沿电流方向电势降低;在内电路中沿电流方向电势升高
(2)EIt I2rt I2Rt EIt=I2Rt+I2rt
例2 1.5 A 0.75 V
[解析] 当S1闭合、S2断开时,根据闭合电路欧姆定律有I1=
解得R1=-r=1 Ω
当S1、S2都闭合时,根据闭合电路欧姆定律有
I==1.5 A
外电路电压U=E-Ir=0.75 V.
[科学探究] 1.路端电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大,路端电压逐渐增大.
2.由E=U+U内及U内=Ir得U=E-Ir,U-I图像如图所示.
例3 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.
例4 AD [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正确.
素养提升
2.
3.(1)0 (2)∞ (3)中值
示例 (1)0 3000 (2)不均匀 理由见解析 (3)2900
[解析] (1)使用此欧姆挡测量电阻,指针位于最左端时,电阻无穷大;指针位于最右端时,电阻为0;当指针位于中间位置时,即为中值电阻R中= Ω=3000 Ω.
(2)由闭合电路欧姆定律得E=I,可得Rx=-R内,欧姆表表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的.根据表达式可知,待测电阻与电流是非线性关系,所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的.
(3)当电池的电动势降低到1.45 V时,调零电阻为R内'= Ω=2900 Ω,此时指针指在中间位置,根据闭合电路欧姆定律得Ig=,解得Rx'=R内'=2900 Ω,则对应的电阻应为2900 Ω.
随堂巩固
1.C [解析] 电动势是电源自身的属性,与外电路无关,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,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能的本领越强,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能本领强弱的物理量,非静电力把单位正电荷从负极移到正极做功越多,则电动势越大,D错误.
2.D [解析] 根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+r),当R=2 Ω时,E=I(2 Ω+r);当R=6 Ω时,E=(6 Ω+r),联立解得r=2 Ω,故选D.
3.A [解析] 根据闭合电路欧姆定律知U=E-Ir,故U-I图像纵截距等于电源的电动势,由题图可知,a的电动势较大,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,a的图像斜率的绝对值较大,故a的内阻较大,故A正确.2 闭合电路的欧姆定律
1.AB [解析] 用电压表直接连接干电池的两极,测量得到的电压近似与该电池的电动势大小相等,故选项A正确;当外电路闭合时,每当1 C的电荷量通过干电池,则该干电池就能提供1.5 J的电能,故选项B正确;当外电路闭合时,通过干电池的电荷量与电流大小有关,故选项C错误;当外电路闭合时,1 C的电荷量通过该干电池时该干电池能提供1.5 J的电能,由于电流未知,则所用时间不一定是1 s,故选项D错误.
2.A [解析] 电源电动势反映的是电源本身非静电力对电荷做功的本领,此电源是化学电池,故反映的是把化学能转化成电能的本领,故A正确;电源电动势反映的是电源本身非静电力对电荷做功的本领,电压反映的是电场的性质,故B错误;根据闭合电路欧姆定律E=U内+U外,并联的灯泡越多,外电路电阻越小,外电路分压越小,故灯泡越暗,并不是电动势减小,故C错误;根据电能定义有EIt=2 V×0.5 A·h=1 W×3600 s=3600 J,故D错误.
3.BD [解析] 根据闭合电路的欧姆定律可知,E=U+U',又知U=IR,U'=Ir,则U'=E-U,U=E-Ir,U=E,选项A、C错误,选项B、D正确.
4.AC [解析] 当S断开时,UAC与UBC为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合时,UAC=UAB=R=7.5 V,UBC=×0=0,B错误,C正确.
5.D [解析] 由题图可知,电灯均为并联,当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的规律可知,外电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确.
6.D [解析] 根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,可知U-I图像的纵截距等于电动势,则有E=6.0 V,U-I图像的斜率绝对值等于内阻,则有r= Ω=2 Ω,故A、B错误;电源的短路电流为I短==3.0 A,故C错误;电流为0.2 A时的外电阻为R=-r= Ω-2 Ω=28 Ω,故D正确.
7.C [解析] 设电流表满偏电流为Ig,内阻为Rg,根据闭合电路欧姆定律得Ig=,Ig=,联立解得Rg=R2-2R1,故C正确.
8.BD [解析] 对欧姆表调零时,指针指在0处,此位置为满偏电流的位置,即Ig=,解得R=-Rg-R0= Ω-100 Ω-1400 Ω=6000 Ω=6 kΩ,选项A错误,B正确;欧姆表总内阻R内=R+R0+Rg=7.5 kΩ,当指针在中间位置时,有,解得R1=-R内=7.5 kΩ,选项C错误,D正确.
9.C [解析] 当开关接1时,通过电阻R的电流I= A=0.1 A,根据闭合电路的欧姆定律得E=U+Ir,代入数据可得r=2 Ω,灯泡的额定电流IL= A=1.5 A,电阻RL= Ω=2 Ω,故A、B错误;当开关接2时,灯泡电流IL'= A=0.8 A,小于灯泡的额定电流,实际功率小于其额定功率,则灯泡L不能正常发光,会很暗,此时灯泡两端的电压为UL'=IL'RL=0.8×2 V=1.6 V,故C正确,D错误.
10.(1)6 V (2)0.6 A (3)7.2 W
[解析] (1)电阻R3两端的电压
U3=U2=I2R2=0.4×15 V=6 V
(2)通过电阻R3的电流大小I3==0.2 A
流过电阻R1的电流大小
I1=I2+I3=0.4 A+0.2 A=0.6 A
(3)电源电动势E=I1r+I1R1+U3=0.6×1 V+0.6×9 V+6 V=12 V
电源总功率P=I1E=7.2 W
11.(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
[解析] (1)开关S接a时,R1被短路,由P2=I2R2得
通过电源的电流为I=1 A
电源两端的电压等于R2两端的电压
U=IR2=1×4 V=4 V
(2)由闭合电路欧姆定律得
当开关S接a时,有E=U+Ir
当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,有
E=U'+r
联立解得E=6 V,r=2 Ω
(3)当开关S接c时,通过R2的电流为
I'=·=0.5 A
12.D [解析] 托盘上未放物体时,根据平衡关系可知m0g=kx0,解得x0=,校准零点时,P1和P2间的电压应为零,故需要把滑动头P2向下移动,到与P1相同的位置,使他们之间的距离为零,A错误;当滑动头P1滑至B端时,被称量物体的重力为mg=k(L-x0),解得m=-m0,B错误;设P1、P2间的距离为Δx时,被称物体质量为m,则mg=kΔx,由闭合电路欧姆定律可知,联立解得m=,C错误,D正确.2 闭合电路的欧姆定律
学习任务一 电动势
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)电动势:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极 与 的比值.电动势反映电源通过 做功把 能转化为 能的本领大小.
(2)定义式:E=.单位:伏特(V).
(3)决定因素:由电源中 决定,跟外电路 .对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.
例1 在炎热的夏天我们经常可以看到,有的小朋友的太阳帽前有一个小风扇,该小风扇与一小型的太阳能电池板相连接,对其供电.经测量该电池能产生的电动势为E=0.6 V,则关于该电池的描述正确的是 ( )
A.单位时间内可把0.6 J的太阳能转化为电能
B.通过1 C的电荷量时,该电池能把0.6 J的太阳能转化为电能
C.该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多
D.把该电池接入闭合电路后,电动势减小
[反思感悟]
【要点总结】
1.非静电力是电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力,是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.
2.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,是由电源自身性质决定的;电动势不同,表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同.
学习任务二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的 成正比,跟 成反比.
(2)表达式:
①I= .适用条件:外电路为 电路.
②E=U+Ir.适用条件:外电路是否是纯电阻电路均适用.
[科学探究] 如图为闭合电路的组成.
(1)在外、内电路中,沿着电流方向,各点电势如何变化
(2)若电源电动势为E,电路中的电流为I,在t时间内非静电力做功多少 内、外电路中产生的焦耳热分别为多少 它们之间有怎样的关系
例2 如图所示,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,电阻R1=R2,当开关S1闭合、S2断开时,通过电源的电流为1 A.当开关S1、S2都闭合时,求通过电源的电流和外电路电压.
【要点总结】
闭合电路欧姆定律的几种表达形式
(1)I=、E=IR+Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.
(2)U外=E-Ir,E=U外+U内适用于任意的闭合电路,其中U外表示外电路的电势降落,叫作路端电压.
(3)电源的总功率:P总=EI;电源内电阻消耗的功率P内=U内I=I2r;电源输出功率P出=U外I.
学习任务三 路端电压与负载的关系
[科学探究] 1.在如图所示的电路中,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 Ω,试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压.通过数据计算,你发现了怎样的规律
2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式,并画出U-I图像.
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
例4 (多选)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5 A
【要点总结】
1.路端电压与负载的关系:U=E-U内=E-r,随着外电阻增大,路端电压增大.当外电路开路时(外电阻无穷大),路端电压U=E,这也提供了一种粗测电源电动势的方法,即用电压表直接测电源电动势.
2.
由U=E-Ir知,电源的U-I图像是一条倾斜的直线,如图所示,图像中U轴截距E表示电源电动势,I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始),斜率的绝对值表示电源的内阻.
欧姆表的原理
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.外部:接被测电阻Rx.
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx.
2.工作原理:闭合电路的欧姆定律,I= .
3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“ ”.(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“ ”.(图乙)
(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫 电阻.因此,R中=R内=.
示例 [2024·辽宁大连八中月考] 如图甲所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图,由表头、电源、调零电阻和表笔组成,其中表头G满偏电流Ig=500 μA、内阻rg=100 Ω;电池电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω;调零电阻R0阻值为0~5000 Ω.
(1)使用此欧姆挡测量电阻时,如图乙所示,若指针指在位置②处,则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为 (选填“0”或“∞”)Ω;若指针指在位置③处,则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为 Ω.
(2)请说明该欧姆挡表盘的刻度是否均匀,并说明理由:
(3)该欧姆挡表盘的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到3 Ω时仍可调零.若测得某电阻的阻值为3000 Ω,则这个电阻的真实值是 Ω.
1.(电动势)[2024·广东湛江一中月考] 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,路端电压即为电动势
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能的本领越强
D.由电动势公式E=可知,非静电力做功越多电动势就越大
2.(闭合电路欧姆定律的应用)在如图所示的电路中,闭合开关S后,把R由2 Ω变为6 Ω时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻应为 ( )
A.4 Ω
B.8 Ω
C.6 Ω
D.2 Ω
3.(路端电压与负载的关系)[2024·浙江效实中学月考] 两块电池的U-I图像如图所示,从图像中可以看出 ( )
A.电池a的电动势较大,内阻较大
B.电池a的电动势较小,内阻较小
C.电池b的电动势较小,内阻较大
D.电池b的电动势较大,内阻较小2 闭合电路的欧姆定律建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电动势
1.(多选)已知干电池的电动势为1.5 V,下列说法正确的是 ( )
A.用电压表直接连接干电池的两极,测量得到的电压近似等于该电池的电动势
B.当外电路闭合时,每当1 C的电荷量通过干电池,该干电池就能把1.5 J的化学能转化为电能
C.当外电路闭合时,在1 s内有1.5 C的电荷量通过该干电池
D.当外电路闭合时,在1 s内该电池能提供1.5 J的电能
2.[2024·广东湛江期中] 如图所示为化学电池的示意图,某同学对其中包含的物理知识作出如下表述,其中正确的是 ( )
A.把该电池中的化学能转化为电能的本领称为电动势
B.断路时的路端电压等于电动势,故电动势就是电压
C.把灯泡并联接在该电池上,所接灯泡越多,亮度越暗,说明其电动势减小
D.该电池标注2 V,额定容量500 mA·h,说明储存最大的电能为1 kJ
◆ 知识点二 闭合电路欧姆定律的应用
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,则下列各式中正确的是 ( )
A.U'=IR B.U'=E-U
C.U=E+Ir D.U=E
4.(多选)如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是( )
A.当S断开时,UAC=9 V
B.当S闭合时,UAC=9 V
C.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0
D.当S断开时,UAB=0,UBC=0
◆ 知识点三 路端电压与负载的关系
5.如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是 ( )
A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
6.[2024·江苏启东中学月考] 如图所示为某电源路端电压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
7.如图所示的是一种测量电流表内阻的电路.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,当电阻箱阻值为R1时,电流表指针恰好满偏.当电阻箱阻值为R2时,电流表指针刚好半偏.若忽略电池内阻,则电流表内阻为 ( )
A.-R1
B.R1-R2
C.R2-2R1
D.2(R2-R1)
8.(多选)[2024·湖北武汉二中月考] 如图所示的欧姆表示意图中,电流表的满偏电流Ig=200 μA,内阻Rg=100 Ω,R0=1.4 kΩ,电源电动势E=1.5 V,电源内阻不计.下列说法正确的是 ( )
A.欧姆表的调零电阻的有效值R=7.5 kΩ
B.欧姆表的调零电阻的有效值R=6 kΩ
C.当测量某电阻时,指针恰好在中间位置,则被测电阻R1=6 kΩ
D.当测量某电阻时,指针恰好在中间位置,则被测电阻R1=7.5 kΩ
9.[2024·河北正定中学月考] 如图所示的电路中,电源的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3 V,额定功率为4.5 W.当开关S接位置1时,理想电压表的读数为3 V,假如小灯泡电阻不变,下列说法正确的是 ( )
A.电源的内阻为4 Ω
B.小灯泡的电阻为3 Ω
C.当开关S接到位置2时,小灯泡很暗
D.当开关S接到位置2时,小灯泡两端的电压为3 V
10.[2024·江苏盐城中学月考] 在如图所示的电路中,电阻R1=9 Ω,R2=15 Ω,R3=30 Ω,电源内阻r=1 Ω,闭合开关S,理想电流表的示数I2=0.4 A.求:
(1)电阻R3两端的电压U3;
(2)流过电阻R1的电流I1的大小;
(3)电源的总功率P.
11.[2024·甘肃兰州一中月考] 在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开关S接a时,R2消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求:
(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)开关S接c时,通过R2的电流.
12.[2024·湖南衡阳八中月考] 某电子秤的原理简图如图所示.AB为电阻均匀分布的滑动变阻器,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,轻质绝缘弹簧上端与P1及托盘底部相连,下端固定.弹簧处于原长时P1和P2均指在A端.若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量m.已知弹簧的劲度系数为k,托盘质量为m0,电源电动势为E,内阻不计.托盘上未放物体时需要先校准零点,即未放被称物体时电压为零.使用过程中均未超出弹簧弹性限度,重力加速度为g.则下列说法正确的是 ( )
A.校准零点时,需要将滑动头P1向下移动
B.托盘里能放入的被称量物体的最大质量为
C.被称物体的质量与两滑动头间电压U的关系为m=-m0
D.被称物体的质量与两滑动头间电压U的关系为m=(共53张PPT)
2 闭合电路的欧姆定律
学习任务一 电动势
学习任务二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
学习任务三 路端电压与负载的关系
素养提升
备用习题
练习册
◆
随堂巩固
学习任务一 电动势
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 电动势：在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极___________与__________________的比值.电动势反映电源通过__________做功把____________能转化为______能的本领大小.
所做的功
所移动的电荷量
非静电力
其他形式的
电势
(2)定义式：.单位：伏特.
(3) 决定因素：由电源中________________决定,跟外电路______.对于常用的干电池来说,电动势跟电池的体积无关.
非静电力的特性
无关
例1 在炎热的夏天我们经常可以看到，有的小朋友的太阳帽前有一个小风扇，该小风扇与一小型的太阳能电池板相连接，对其供电.经测量该电池能产生的电动势为，则关于该电池的描述正确的是( )
B
A.单位时间内可把的太阳能转化为电能
B.通过的电荷量时，该电池能把的太阳能转化为电能
C.该电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多
D.把该电池接入闭合电路后，电动势减小
[解析] 电动势在数值上等于非静电力把的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在内转变的电能，选项A错误，B正确；电动势越大，则电源将其他形式的能转化为电能的本领越大，选项C错误；无论该电池是否接入电路，电动势的大小恒为，选项D错误.
【要点总结】
1.非静电力是电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力，是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.
2.是电动势的定义式而不是决定式，的大小与和无关，是由电源自身性质决定的；电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同.
学习任务二 闭合电路欧姆定律及其能量分析
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 内容：闭合电路的电流跟电源的________成正比,跟______________________成反比.
电动势
内、外电路的电阻之和
(2) 表达式：
① ____.适用条件：外电路为________电路.
纯电阻
②.适用条件：外电路是否是纯电阻电路均适用.
［科学探究］ 如图为闭合电路的组成．
(1) 在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？
[答案] 在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高
(2) 若电源电动势为，电路中的电流为，在时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？
[答案]
例2 如图所示，电源的电动势，内阻 ，电阻，当开关闭合、断开时，通过电源的电流为.当开关、都闭合时，求通过电源的电流和外电路电压.
[答案] ;
[解析] 当闭合、断开时，根据闭合电路欧姆定律有
解得
当、都闭合时，根据闭合电路欧姆定律有
外电路电压.
【要点总结】
闭合电路欧姆定律的几种表达形式
(1)、只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．
(2)，适用于任意的闭合电路，其中表示外电路的电势降落，叫作路端电压．
(3)电源的总功率：；电源内电阻消耗的功率；电源输出功率.
学习任务三 路端电压与负载的关系
［科学探究］
1.在如图所示的电路中，电源的电动势，内电阻 ，试求当外电阻分别是 、 、 时所对应的路端电压．通过数据计算，你发现了怎样的规律？
[答案] 路端电压分别为、、．随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大．
2.根据闭合电路欧姆定律写出路端电压与干路电流之间的关系式，并画出图像．
[答案] 由及得，图像如图所示.
例3 电源电动势为，内阻为，向可变电阻供电，关于路端电压，下列说法正确的是( )
C
A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B.因为，所以当增大时，路端电压也增大
C.因为，所以当增大时，路端电压减小
D.若外电路断开，则路端电压为零
[解析] 路端电压，因为增大时，减小，所以不能用判断路端电压的变化情况，根据可知，当增大时，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，选项D错误．
例4 (多选)如图所示为某一电源的图线，由图可知( )
AD
A.电源电动势为
B.电源内电阻为
C.电源短路时电流为
D.电路路端电压为时，电路中电流为
[解析] 在图线中，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；图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则 ，B错误；当电路路端电压为时，内电阻分得的电压，则电路中的电流，D正确．
【要点总结】
1.路端电压与负载的关系：，随着外电阻增大，路端电压增大．当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压，这也提供了一种粗测电源电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势．
2.
由知，电源的图像是一条倾斜的直线，如图所示，图像中轴截距表示电源电动势，轴截距等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻．
欧姆表的原理
1.构造：如图所示，欧姆表由电流表、电池、调零电阻和红、黑表笔组成.
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联.外部：接被测电阻.
全电路电阻.
2.工作原理：闭合电路的欧姆定律，_ _________.
3.刻度的标定：红、黑表笔短接被测电阻时，调节调零电阻，使，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零.
(1) 当时，，在满偏电流处标为“___”.(图甲)
(2) 当时， ，在处标为“____”.(图乙)
(3) 当时，，此电阻值等于欧姆表的内阻值，叫______电阻.因此，
.
0
中值
示例 [2024·辽宁大连八中月考] 如图甲所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成，其中表头满偏电流、内阻 ；电池电动势，内阻 ；调零电阻阻值为 .
(1) 使用此欧姆挡测量电阻时，如图乙所示，若指针指在位置②处，则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为___(选填“0”或“ ”) ；若指针指在位置③处，则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为______ .
0
3000
[解析] 使用此欧姆挡测量电阻，指针位于最左端时，电阻无穷大；指针位于最右端时，电阻为0；当指针位于中间位置时，即为中值电阻 .
(2) 请说明该欧姆挡表盘的刻度是否均匀，并说明理由：___ _____
不均匀
理由见解析
[解析] 由闭合电路欧姆定律得，可得，欧姆表表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的.根据表达式可知，待测电阻与电流是非线性关系，所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的.
(3) 该欧姆挡表盘的刻度值是按电池电动势为刻度的，当电池的电动势下降到、内阻增大到 时仍可调零.若测得某电阻的阻值为 ，则这个电阻的真实值是______ .
2900
[解析] 当电池的电动势降低到时，调零电阻为 ，
此时指针指在中间位置，根据闭合电路欧姆定律得，解得 ，则对应的电阻应为 .
1. (多选)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电.硅光电池的原理如图所示,a、b是硅光电池的两个电极,P、N是两块硅半导体,E区是两块半导体自发形成的匀强电场区,P的上表面镀有一层增透膜.光照射到半导体P上,使P内受原子束缚的电子成为自由电子,自由电子经E区电场加速到达半导体N,从而产生电动势,形成电流.下列说法正确的是 ( )
A.E区匀强电场的方向由N指向P
B.电池内部的电流方向由P指向N
C.a电极为电池的正极
D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
AC
[解析]根据题意,E区电场能使P逸出的自由电子向N加速运动,因负电荷受到的静电力与电场方向相反,所以电场方向由N指向P,由于电流的方向与负电荷的运动方向相反,所以电池内部的电流方向由N指向P,选项A正确,B错误;
根据电流的方向由N指向P可知,a为电池的正极,该电池是将光能转化为电能的装置,选项C正确,D错误.
2.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω.当开关S闭合后,理想电压表的读数为1 V;当开关S断开后,理想电压表的读数为0.8 V,则电源的电动势等于 ( )
A.1 V B.1.2 V
C.2 V D.4 V
C
[解析]当S闭合时,I== A=1 A,R外=+R1=1.5 Ω,故有E=I(1.5 Ω+r);当S断开时,I'==0.8 A,R'外=R1+R3=2 Ω,故有E=I'(2 Ω+r),解得E=2 V,C正确.
3. (多选)某电源的电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,回路电流I、路端电压U、内电压U'都将随之发生变化,下列图像能正确表示其变化规律的是 ( )
AB
[解析]根据闭合电路的欧姆定律得I=,可知R增大,则I减小,两者是非线性关系,当R→∞时,I→0,故A正确.
路端电压U=IR=E=E,E、r为定值,R增大,则减小,U增大,当R→∞时,U→E,故B正确,D错误.
内电压U'=Ir=E,可知U'与R是非线性关系,U'-R图像应是曲线,故C错误.
A.当开关S接触点1或2时,多用电表处于测电流的挡位,且接触点1时的量程比较大
B.当开关S接触点3或4时,多用电表处于测电阻的挡位,且
接触点3时为“×1k”挡位
C.当开关S接触点5或6时,多用电表处于测电流的挡位,
且接触点5时的量程比较小
D.使用多用电表各挡位时,电流均由A表笔一侧流入表头,
且A表笔应为红色表笔
4. (多选)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器.如图所示为某同学设计的多量程多用电表的原理示意图,虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,表笔B可以分别与触点1、2、…、6接通,从而实现多用电表用来测量电阻、电流和电压的不同功能.在这个电路中,测电流和测电压时各有两个量程,测电阻时有“×10”和“×1k”两个挡位.其中E1AD
[解析]由图可知,开关分别接触点1、2时,表头与电阻并联,此时电表为电流表,可以用来测电流,接触点1时分流电阻相对更小,故接触点1时电表的量程较大,接触点2时量程较小,故A正确;
由图可知,开关分别接触点3、4时,电源接入电路,此时多用电表为欧姆表,可以用来测电阻,E1由图可知,当开关S分别接触点5、6时,表头与电阻串联,此时电表为电压表,可以用来测电压,所串联的电阻越大,则所测量最大电压值就越大,故开关S接触点6的量程比接触点5的量程大,故C错误;
因为6挡共用一个表头,所以测电压时外部电源的正极应该接在
A表笔上,故A为红表笔,根据“红进黑出”的原则可知,使用多
用电表各挡位时,电流均由A表笔一侧流入表头,故D正确.
5.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20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是 ( )
A.0.1 V B.0.2 V C.0.3 V D.0.4 V
D
[解析]电池板没有接入外电路时,路端电压等于电池板电动势,所以电动势E=800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电池板内阻r== Ω 20 Ω,该电池板与20 Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流I== mA=20 mA,所以路端电压U=IR=400 mV=0.4 V,D正确.
1.(电动势)[2024·广东湛江一中月考] 下列关于电压、电动势的说法正确的是( )
C
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，路端电压即为电动势
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能的本领越强
D.由电动势公式可知，非静电力做功越多电动势就越大
[解析] 电动势是电源自身的属性，与外电路无关，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，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能的本领越强，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能本领强弱的物理量，非静电力把单位正电荷从负极移到正极做功越多，则电动势越大，D错误.
2.(闭合电路欧姆定律的应用)在如图所示的电路中，闭合开关后，把由 变为 时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 根据闭合电路欧姆定律得，当 时，；当 时，，联立解得 ，故选D.
3.(路端电压与负载的关系)[2024·浙江效实中学月考] 两块电池的图像如图所示，从图像中可以看出( )
A
A.电池的电动势较大，内阻较大 B.电池的电动势较小，内阻较小
C.电池的电动势较小，内阻较大 D.电池的电动势较大，内阻较小
[解析] 根据闭合电路欧姆定律知，故图像纵截距等于电源的电动势，由题图可知，的电动势较大，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，的图像斜率的绝对值较大，故的内阻较大，故A正确.
知识点一 电动势
1.(多选)已知干电池的电动势为，下列说法正确的是( )
AB
A.用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压近似等于该电池的电动势
B.当外电路闭合时，每当的电荷量通过干电池，该干电池就能把的化学能转化为电能
C.当外电路闭合时，在内有的电荷量通过该干电池
D.当外电路闭合时，在内该电池能提供的电能
[解析] 用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压近似与该电池的电动势大小相等，故选项A正确；当外电路闭合时，每当的电荷量通过干电池，则该干电池就能提供的电能，故选项B正确；当外电路闭合时，通过干电池的电荷量与电流大小有关，故选项C错误；当外电路闭合时，的电荷量通过该干电池时该干电池能提供的电能，由于电流未知，则所用时间不一定是，故选项D错误.
2.[2024·广东湛江期中] 如图所示为化学电池的示意图，某同学对其中包含的物理知识作出如下表述，其中正确的是( )
A
A.把该电池中的化学能转化为电能的本领称为电动势
B.断路时的路端电压等于电动势，故电动势就是电压
C.把灯泡并联接在该电池上，所接灯泡越多，亮度越暗，说明其电动势减小
D.该电池标注，额定容量，说明储存最大的电能为
[解析] 电源电动势反映的是电源本身非静电力对电荷做功的本领，此电源是化学电池，故反映的是把化学能转化成电能的本领，故A正确；电源电动势反映的是电源本身非静电力对电荷做功的本领，电压反映的是电场的性质，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，并联的灯泡越多，外电路电阻越小，外电路分压越小，故灯泡越暗，并不是电动
势减小，故C错误；根据电能定义有，故D错误.
知识点二 闭合电路欧姆定律的应用
3.(多选)纯电阻电路中,若表示电动势,表示外电压,表示内电压,表示外电路的总电阻,表示内电阻,表示干路电流,则下列各式中正确的是( )
BD
A. B. C. D.
[解析] 根据闭合电路的欧姆定律可知,,又知,,则,,,选项A、C错误,选项B、D正确.
4.(多选)如图所示电路中,电源电动势,内阻 , ,下列说法中正确的是( )
AC
A.当断开时,
B.当闭合时,
C.当闭合时,,
D.当断开时,,
[解析] 当断开时,与为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;当闭合时,,,B错误,C正确.
知识点三 路端电压与负载的关系
5.如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是( )
D
A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
[解析] 由题图可知，电灯均为并联，当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的规律可知，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，则内电压增大，故路端电压减小，电灯两端的电压变小，故D正确.
6.[2024·江苏启东中学月考] 如图所示为某电源路端电压与电流的关系图像，下列说法中正确的是( )
D
A.电源的电动势为
B.电源的内阻为
C.电源的短路电流为
D.电流为时的外电阻是
[解析] 根据闭合电路欧姆定律可得，可知图像的纵截距等于电动势，则有，图像的斜率绝对值等于内阻，则有 ，故A、B错误；电源的短路电流为，故C错误；电流为时的外电阻为 ，故D正确.
7.如图所示的是一种测量电流表内阻的电路.闭合开关，调节电阻箱的阻值，当电阻箱阻值为时，电流表指针恰好满偏.当电阻箱阻值为时，电流表指针刚好半偏.若忽略电池内阻，则电流表内阻为( )
C
A. B. C. D.
[解析] 设电流表满偏电流为，内阻为，根据闭合电路欧姆定律得，，联立解得，故C正确.
8.(多选)[2024·湖北武汉二中月考] 如图所示的欧姆表示意图中,电流表的满偏电流,内阻 ,,电源电动势,电源内阻不计.下列说法正确的是( )
BD
A.欧姆表的调零电阻的有效值
B.欧姆表的调零电阻的有效值
C.当测量某电阻时,指针恰好在中间位置,则被测电阻
D.当测量某电阻时,指针恰好在中间位置,则被测电阻
[解析] 对欧姆表调零时,指针指在0处,此位置为满偏电流的位置,即,解得 ，选项A错误，B正确；欧姆表总内阻，当指针在中间位置时,有,解得，选项C错误，D正确.
9.[2024·河北正定中学月考] 如图所示的电路中，电源的电动势为，电阻的阻值为 ，小灯泡的额定电压为，额定功率为.当开关接位置1时，理想电压表的读数为，假如小灯泡电阻不变，下列说法正确的是( )
C
A.电源的内阻为
B.小灯泡的电阻为
C.当开关接到位置2时，小灯泡很暗
D.当开关接到位置2时，小灯泡两端的电压为
[解析] 当开关接1时，通过电阻的电流，根据闭合电路的欧姆定律得，代入数据可得， 灯泡的额定电流，电阻
，故A、B错误；当开关接2时，灯泡电流，小于灯泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡不能正常发光，会很暗，此时灯泡两端的电压为，故C正确，D错误.
10.[2024·江苏盐城中学月考] 在如图所示的电路中，电阻 ，， ，电源内阻，闭合开关，理想电流表的示数.求：
(1) 电阻两端的电压；
[答案]
[解析] 电阻两端的电压
(2) 流过电阻的电流的大小；
[答案]
[解析] 通过电阻的电流大小
流过电阻的电流大小
(3) 电源的总功率.
[答案]
[解析] 电源电动势
电源总功率
11.[2024·甘肃兰州一中月考] 在如图所示的电路中， ， ，当开关接时，消耗的电功率为，当开关接时，电压表示数为，试求：
(1) 开关接时，通过电源的电流和电源两端的电压；
[答案]
[解析] 开关接时，被短路，由得
通过电源的电流为
电源两端的电压等于两端的电压
(2) 电源的电动势和内阻；
[答案]
[解析] 由闭合电路欧姆定律得
当开关接时，有
当开关接时，电压表示数为，有
联立解得，
(3) 开关接时，通过的电流.
[答案]
[解析] 当开关接时，通过的电流为
12.[2024·湖南衡阳八中月考] 某电子秤的原理简图如图所示.
为电阻均匀分布的滑动变阻器，长度为，两边分别有、
两个滑动头，轻质绝缘弹簧上端与及托盘底部相连，下端
固定.弹簧处于原长时和均指在端.若、间出现电压
时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量.已知弹簧的劲度系数为，托盘质量为，电源电动势为，内阻不计.托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零.使用过程中均未超出弹簧弹性限度，重力加速度为.则下列说法正确的是( )
A.校准零点时，需要将滑动头向下移动
B.托盘里能放入的被称量物体的最大质量为
C.被称物体的质量与两滑动头间电压的关系为
D.被称物体的质量与两滑动头间电压的关系为
√
[解析] 托盘上未放物体时，根据平衡关系可知，解得，校准零点时，和间的电压应为零，故需要把滑动头向下移动，到与相同的位置，使他们之间的距离为零，A错误；当滑动头滑至B端时，被称量物体的重力为，解得
，B错误；设、间的距离为时，被称物体质量为，则，由闭合电路欧姆定律可知，联立解得，C错误，D正确.
