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第2讲:闭合电路欧姆定律

2023-05-25 来源:星星旅游
2018届高考物理一轮复习第九章恒定电流第2讲:闭合电路欧姆定律 班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________

一、知识清单 1. 闭合电路欧姆定律

(1)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。

E

(2)公式:①I=(只适用于纯电阻电路).

R+r

②E=U外+Ir(适用于所有电路).

(3)电动势和内阻是电源的重要参数,其中电动势表征了电源将其他形式的能转化为电能的本领,它等于非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送的电荷量的比值,电动势的方向规定为由负极经电源内部指向正极(即电势升高的方向)。 判断下列说法是否正确.

(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比.( ) (2)电动势是电源两极间的电压.( ) (3)当外电阻增大时,路端电压也增大.( ) (4)闭合电路中的短路电流无限大.( )

(5)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压.( )

(6)非静电力做的功越多,电动势就越大.( )

W

(7)E=只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的.( )

q2. 路端电压与外电阻的关系

EEU=IR=·R= rR+r1+RU端-R图 特殊情况 3. 电源的特性曲线 从图中读出:

(1)电源电动势E——纵轴的截距

(2)电源内阻r(即ΔU/ΔI)——直线的斜率的绝对值 (3)内、外电压——每一点纵坐标为外电压 (4)外电阻R——每一点的纵横坐标的比值

(5)电源的三个功率——图线上每一点的横纵坐标的乘积为输出功率 (6)电源的效率——图线上每一点的纵坐标与纵轴截距的比值 4. 电源的特性曲线与电阻的伏安特性曲线交点

(1)对电源:U=E-Ir,如图乙中a线所示。 (2)对定值电阻:U=IR,如图乙中b线所示。

可见U端随外电阻R的增大而增大,如图所示。 ①当外电路断路时,I=0,U=E,开路电压即电动势 E②当外电路短路时,I短=,U=0,开路电压与短路电流的比值即为内阻 r第 1 页,共 4 页

(3)交点的横纵坐标表示二者连成的电路中的工作电流和工作电压。 注意:a.图乙中a线常用来分析电源电动势和内电阻。

b.图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率。

5. ΔU内与ΔU外

因为E=U内+ΔU外, 所以ΔU内=-ΔU外,绝对值相等。 6. U/I和ΔU/ΔI区别

(1)对于定值电阻R:R=U/I=ΔU/ΔI;

(2)对于可变电阻(滑动变阻器滑片移动时): R=U/I≠ ΔU/ΔI , ΔU/ΔI 表示电源内阻或等效内阻; 7. 电路的简化

对一个复杂的电路,画出等效电路图,是一项基本功,也是电路分析和计算的基础。在复杂电路中,当导体间串、并联的组合关系不很规则时,要进行电路的简化,简化电路方法较多,这里介绍两种常用的方法:(1)分支法;(2)等势法。

(1)电路化简原则:

①无电流的支路化简时可去除; ②等电势的各点化简时可合并; ③理想导线可任意长短;

④理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路; ⑤电压稳定时电容器可认为断路.

(2)等势点排列法:a.将各结点用字母标出;b.判定各结点电势的高低(若原电路未加电压,可先假设加上电压);c.将各结点电势高低自左到右排列,再将各结点之间支路画出;d.将画出的等效图加工整理.

(3)例题分析

先找结点,按电势高低设置序号1、2、3,确定好每个电阻两端电势,最后把电阻填入确定好的两电势间,如图戊所示。 二、例题精讲

8. (2016上海高考)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此( )

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(A)电动势是一种非静电力

(B)电动势越大,表明电源储存的电能越多 (C)电动势的大小是非静电力做功能力的反映 (D)电动势就是闭合电路中电源两端的电压

9. 如图所示,R1=R2=R3=2Ω,当S接通时,电压表的示数为1V;当S断开时,电压表的示数为0.8v,则电源电动势和内阻分别为( ) A.1.5V,0.5Ω B.2.0V,1.0Ω C.1.5V,1.0Ω D.2.0V,0.5Ω

10.(多选)用如图6所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线,由图可知 ( )

A.电池电动势的测量值为1.40 V B.电池内阻的测量值为3.50 Ω C.外电路发生短路时的电流为0.40 A

D.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I′=0.20 A

11.(多选)在如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图象可知( ) A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 Ω B.电阻R的阻值为1 Ω C.电源的输出功率为4 W D.电源的效率为50%

12.如图所示,当R1的触头向右移动时,电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为△U1和△U(均取绝对值);2则△U1和△U2的大小关系为( ) A.△U1>△U2 B.△U1=△U2 C.△U1<△U2

D.条件不足,无法确定△U1和△U2的大小关系

13.(2016•徐汇区二模)如图所示电路中的电源为恒流源,不管外电路的电阻如何变化,它都能够提供持续的定值电流.电压表、电流表都为理想电表,当闭合电键后滑动变阻器R的滑动触头向右滑动时,电压表V示数变化的绝对值为△U,电流表A示数变化的绝对值为△I,下列说法中正确的是( )

A.A示数减小,C.A示数增大,三、自我检测

=R1 B.A示数减小,=R1 D.A示数增大,

=R2 =R2

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14.对太阳能电池板测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若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 ( ) A.0.10V B.0.20V C.0.30V D.0.40V

15.(2013陕西省渭南市质检)如图所示,电源的内阻不可忽略,电流表是理想电流表。已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω,当单刀双掷开关S接位置1时,电流表的示数为0.20A。那么当开关S接位置2时,下列选项可能是电流表的示数值的是( ) A.0.26A B.0.22A C.0.18A D.0.16A

16.(2009·全国卷Ⅱ)如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为( )

17.如图7-2-12所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么有( )

A.R接到a电源上,电源的效率较高 B.R接到b电源上,电源的输出功率较大

C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低 D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高

18.(2016江阴二中二模)在如图(a)所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示。则( ) A.图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线 B.电源内阻的阻值为10 Ω

C.滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W D.电源的电动势是4 V

19.(多选)(00广东)图中A为理想电流表,V1和V2为理想电压表,R1为定值电阻,R2为可变电阻,电池E内阻不计,则( )

A.R2不变时,V2读数与A读数之比等于R1 B.R2不变时,V1读数与A读数之比等于R1

C.R2改变一定量时,V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1 D.R2改变一定量时,V1读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1 20.(多选)(2014上海卷)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、ΔV2、ΔV3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( ) A.A的示数增大 B.V2的示数增大 C.ΔV3与ΔI的比值大于r D.ΔV1大于ΔV2

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