物理：新人教版选修3-1 欧姆定律 （同步练习）5

欧姆定律

学习目标：1. 会用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律，理解其数学表达式的意义。
2. 会推导路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题. 知道短路和断路时的特征。
重点：1.用能量转化守恒推导闭合电路的欧姆定律.
2.路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示及图线表示.
难点： 路端电压与负载的关系
自主学习：
一．闭合电路的欧姆定律：
1.闭合电路是由哪几部分组成的？
2.在外电路中沿电流方向，电势如何变化？为什么？在内电路中沿电流方向，电势如何变化？为什么？
3探究闭合电路中的能量转化
物理情景：电源电动势为E，内电阻r，外电阻为R，当电键闭合后，电路电流为I。21世纪教育网
①在t时间内外电路中电流做功产生的热为：Q外=
②在t时间内内电路中电流做功产生的热为：Q内=
③电池化学反应层在t时间内非静电力做的功W=
④根据能量守恒定律可得:
4.闭合电路的欧姆定律
① 内容：
②数学表达式：
③适用条件：
④其它表示形式： ，各量的物理意义：
。
二．探究路端电压与负载的关系：
1. 问题:对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，路端电压U如何变化？
2. 用课本61页图2.7-3探讨路端电压随外电阻变化的规律。
①实验结论： 。
②用闭合电路的欧姆定律如何解释？ 。
③讨论两种情况：a：断路的特征： 。
b：短路的特征： 。
典例分析： [来源:21世纪教育网
1.用闭合电路的欧姆定律求电源的电动势和内阻。课本62页例题1.
2. 讨论：电源的U—I图象。课本62页思考与讨论。
①从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么？
②直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率呢？
当堂训练：
1．关于闭合电路，下列说法中正确的是 （ D ）
电源被短路时，电流无限大。 （B）电源被短路时，端压无限大。
(C) 电路断开时，端压为零。 （D）外电阻增大时，内电压必减小。
2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是 [ D ]
　　A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
　　B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小
　　C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小
　　D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量
3. 如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
4. 电动势为2V的电池在电路上输出1A的电流，可以断定（）
A．内外电阻相差2Ω B．外电阻为2Ω C．内电阻为2Ω D．内外电阻之和为2Ω。
5.手电筒的两节干电池，已经用了很长时间，灯泡只能发出很微弱的光，把他们取出来，用电压表测电压，电压表的示数很接近3V，再把他们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是：（ C ）
①这两节干电池的电动势减小了很多 ②这两节干电池的内电阻增大较大
③这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡的额定电压小
④这台电子钟正常工作时电流一定比小灯泡正常工作时电流小
A. ①② B. ①③ C.②④ D. ①②④
6.如图所示电路中灯泡L1和L2都不亮，用伏特表测得各部分的电压分别是：Uad=U，Uab=0，Ubc=0，Udc=U，已知a.d间电源电压为U，则产生故障应是 （ B ）
A、灯泡L1断路； B．L2断路；
C．变阻器断路； D．电源短路。
7．图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是 [ AD ]
　　A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞ I221世纪教育网
　　B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻 r1＜ r2
　　D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大
课后作业：
8. 如图的电路中,R1=10Ω, R2=R4=5Ω,R3 =15Ω. 当断开时电压表示数为9V, 当S1闭合,S2断开时, 电压表读数为8.5V. 求、S1 S2均闭合时, 电压表读数为多少? (7.5V)
9.在图所示的电路中, 每个电池的电动势ε=1.5V, 内电阻r=0.1Ω, R=0.8Ω, R2=3Ω, R3=6Ω, 当开关S闭合时, 求：
(1) 电流表、电压表读数; ( 1A, 2.8V)
(2) 内外电路上消耗的电功率; （0.2W 2.8W）
(3) 电源的功率. 3w
课后反思： 。
闭合电路的欧姆定律的应用 （第二课时）

学习目标：1.知道闭合电路有几种典型问题，掌握这几种典型问题的特点和分析思路。
重点：典型问题的特点和分析思路
典型问题：
一。电路的动态分析问题：
所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。
例题1.如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向b移动时：( A )A、伏特表V的读数增大，安培表A的读数减少B、伏特表V的读数增大，安培表A的读数增大C、伏特表V的读数减少，安培表A的读数减少D、伏特表V的读数减少，安培表A的读数增大
总结思路：
练习：1. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（D ）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
2．如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（A ）
A．R1断路 B．R 2断路
C．R 3短路 D．R 4短路
二．闭合电路的功率
1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率P 总 =EI.
2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率.
P 出 =I 2 R=[E/（R+r）] 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r?
3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r ? 4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 η=P 出 /P总 =IU /IE =U /E .21世纪教育网
例题2. 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。
2.25w 2w 1.5w
总结方法：
3.一个电源，及两个电阻R1、R2，当R1、R2单独接在电源上时，电源的输出功率均为P0，现把R1和R2串联后接到该电源上，电源的输出功率为P1，再把R1、R2并联后接到电源上，电源的输出功率为P2,则（ BC ）Ａ．P0＝P1 Ｂ．P0＞P2 Ｃ．P0＞P1 Ｄ．P0＜P2
4.如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键k断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.1.5w
三．含电容电路的分析与计算
1、含电容器的电路的分析和计算，要抓住电路稳定时电容器相当于断路.分析稳定状态的含容电路时可先把含有电容器的支路拆除，画出剩下电路等效电路图，之后把电容器接在相应位置。
2、如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
例题3。如下图所示，U=10V，电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，电容器的电容 C1=4μF，C2=1μF，求
（1）若电路稳定后，C1、C2的带电量？1.6×10-5c 1×10-5c
（2）S断开以后通过R2的电量及R2中电流的方向？
2.6×10-5c 向左
总结方法： 。
5.如图所示的电路中,电源电动势E＝6.00 V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ,电容器的电容C＝4.7μF.闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端的电压,其稳定值为1.50 V。21世纪教育网
（1）该电压表的内阻为多大? 4.8kΩ
（2）由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少? 2.35×10-6c
课下作业：
1.在如图所示电路中，闭合电键 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，电表示数变化量的大小分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示．下列比值正确的是（ACD ）
（A）U1/I 不变，ΔU1/ΔI 不变．（B）U2/I 变大，ΔU2/ΔI 变大．
（C）U2/I 变大，ΔU2/ΔI 不变．（D）U3/I 变大，ΔU3/ΔI 不变．
2.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了: B
A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W
3．如图所示，是测定两个电源的电动势和内电阻实验中得到的电流和路端电压图线，则应有（　ACD） A．当I1=I2时，电源总功率P1=P2
B．当I1=I2时，外电阻R1=R2 C．U1=U2时，电源输出功率P出1D．当U1=U2时,电源内部消耗的电功率P内14.如图所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是：（ B ）
A.L1灯灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路
课后反思： 。