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1、2012 届高考物理复习：闭合电路欧姆定律第二时 闭合电路欧姆定律 【教学要求】1认识内电路和外电路，了解电动势与内电阻。2理解闭合电路欧姆定律，并用它对全电路进行有关计算。3理解路端电压、输出功率与负载的关系。【知识再现】一、电动势1物理意义：反映不同电把其他形式的能转化为 本领大小的物理量。2大小：等于 断开时的路端电压也等于把 1 的正电荷从电负极移到正极时非静电力所做的功3内电阻：电内部对电流的阻碍阻碍作用。其值由电本身决定。议一议：电动势为 E，内阻为 r 的几个电池串联、并联后的总电动势和总内阻分别为多大?二、闭合电路欧姆定律1内容：闭合电路里的电流跟电的 成正比，跟 的电阻之和成
2、反比，这个结论叫闭合电路的欧姆定律2公式：I 或者 EU 外+IrU 外+U 内。3路端电压：外电路两端的电压，即电的输出电压 UE 一 Ir三、电路中的能量1电的总功率：指电提供的全部电功率公式为：P 总 2电的输出功率：指电提供给外电路的功率公式为：P 出 3电的内部发热功率：指电内电阻消耗的功率公式为：P 内 4电的效率：指用电器得到的电功率跟电的总功率的比值公式为： 。纯电阻电路中 知识点一电电动势与内电阻电动势与电压的区别与联系1电电动势是表征电特性的物理量，只与电有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电的电动势和电路参数有关2电动势的大小反映了电把其他形式的能转化为电
3、能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能3两者之间的联系，电路闭合时，EU 内+U 外；电路断开时，EU 外【应用 1】关于电和电动势，下列说法中正确的是( )A在电内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B 对于给定的电，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大电动势越大，说明非静电力在电内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D电动势越大，说明非静电力在电内部把正电荷从负极移到正极移送电荷量越多导示: 在电内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，等于电能增加，A 对。且做功越多，
4、电动势就越大，B 对。反过电动势越大，说明非静电力在电内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多，而与移动电荷量无关，对 D 错。故选 AB。知识点二路端电压1路端电压与外电阻的关系 2路端电压与电流强度的关系根据 EU 外+Ir 可得 U 外E 一 Ir，由此式可知， U 随 I 的增大而减小，它们的关系图线(也称电外特性曲线) 如图所示此图象的物理意义是：(1)图线与纵轴的交点对应的电压为电的电动势(2)图线的斜率的绝对值表示电的内阻(3)图线与横轴的交点表示短路电流(4)在图线上一点的坐标的乘积为电的输出功率【应用 2】如图甲所示的电路中，R1、R2 均为定值电阻，且R1100 ，R2 阻值
5、未知，R3 为一滑动变阻器当其滑片 P 从左端滑至右端时，测得电的路端电压随电中流过的电流变化图线如图乙所示，其中 A、B 两点是滑片 P 在变阻器的两个不同端点得到的数据求；(1)电的电动势和内阻(2) 定值电阻 R2 的阻值(3)滑动变阻器的最大阻值导示(1) 由图可知 :E=20V，r=00(2)滑动片 P 在变阻器的右端时，对应图乙中的 B 点，R2+r=4/08=，R2=4(3) 滑动片 P 在变阻器的右端时，对应图乙中的 B 点,R 外=16/02=80根据串并联总电阻，可求得变阻器的最大电阻 R3=300知识点三电功率与效率1能量形式：EqqU 外+qU 内它反映出移动单位电荷的
6、过程中，非静电力做功与电场力做功量值相等，即其他形式的能量转化为电能，再由电能转化为电阻只及 r 上的内能转化过程中，能量守恒得到体现2功率形式：IE IU 外+IU 内或 IEIU +I2r3电的输出功率时，若 R 增大，则 P 出增大；当只r 时，若R 增大，则 P 出减小应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流的大小4电的效率 对于给定的电，内阻一定，效率随外电阻的增大而单调增加，当R r 时，0；当 R0 时，0；当 R时，100【应用 3】如图所示，已知电内阻 r2 ，定值电阻R10 求： (1)当滑动变阻器的阻值 R2 为多大时，电阻 R1 消耗的功率最大
7、?(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大?(3)当变阻器的阻值为多大时，电输出功率最大?导示: (1)电阻 R1 为定值电阻，电流大，功率就大，所以当滑动变阻器的阻值 R2 为零时，R1 消耗的功率最大。（2）可将 R1 看作电的内电阻，所以当 R2= R1+r=2 时，变阻器消耗的功率最大(3)当电路内外电阻相等时，R2+R1= r，R2=1 电输出功率最大等效法是物理解题时常用的一种方法，使用该方法时，要看准如何等效，哪部分可等效成什么等问题。类型一应用图象解题1由 P 一 R 图象知：对于 E、r 一定的电，外电阻 R 一定时，输出功率只有唯一的值输出功率 P 一定时，一般
8、R 有两个值R1、R2 与之对应2将电(E、r) 与一个电阻相连，即电向电阻 R 供电，在 UI 图象中画出电的伏安特性曲线和导体 R 的伏安特性曲线，其交点(U ，I)的坐标乘积 UI 为电的输出功率也就是 R 的功率利用上述联系可借助图象解题【例 1】把一个”10 V，20 ”的用电器 A(纯电阻)接到某一电动势和内阻都不变的电上，用电器 A 实际消耗的功率是 20若换上另一个”10 V，0” 的用电器 B(纯电阻)接到这一电上，用电器 B 实际消耗的功率有没有可能反而小于 20 ?(设电阻不随温度改变)导示:电的输出功率随外电路阻值的变化而变化，如下式所示：用图象法解题时，首先要明确图象
9、的物理意义，即图象中的每一点、图象中曲线的极值坐标、图象中特殊坐标点等。类型二等效电法解题等效电法就是把一个较为复杂的电路看做是两部分组成的，其中一部分看做是用电器，另一部分就是既有电动势，又有内电阻的电【例 2】如图所示，电的电动势、内电阻未知，R1、R2 的阻值也未知当在 a、b 间接入不同的电阻时，电流表有不同的示数，如下表所示，请完成此表格导示: 由于电的电动势 E、内电阻 r、以及 R1、R2 都是未知的，若用常规做法是难以求解的这时，可采用等效电法，将除 R 之外的电路当作等效电，R 是等效电的外电阻，等效电路图如右图所示，虚框内是等效电设等效电的电动势为 E，内电阻为 r，根据闭
10、合电路的 1利用如图电路，可以测定电路电动势和内电阻，已知R1=、R2= R3=1，当电键断开时，电压表读数为 08 V，当电键闭合时，电压表的读数为 1V，该电的电动势和内阻分别为 V， 2如图，AB,D 为两根平行的相同的均匀电阻丝，N 为另一根电阻丝，其电阻为 R，它可以在 AB,D 上滑动并保持与 AB 垂直，N与 AB,D 接触良好，图中电压表为理想电压表，电池的电动势和内阻都不变，B,D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略，当 N 处于图中位置时，电压表的读数为 U1=40V，已知将 N 由图中位置向左移动一段距离 L 后，电压表的读数变为 U2=30V。若将 N 由图中位置向右移动
11、一段距离 L，电压表的读数 U3 是多少？ 3 （06 广州市统考卷）如图所示，电的电动势 E7 V，内阻r10 ，定值电阻 R212 ，电动机的线圈的电阻 R00 闭合开关 S，电动机转动稳定后，电压表的示数 U14 V，电阻 R2 消耗的电功率 P230 求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压（2）通过电动机的电流 4 （07 南京期末调研）如图所示，电解槽 和电炉 并联后接到电上，电内阻 ，电炉电阻 ，电解槽电阻 。当 S1 闭合、S2 断开时，电炉消耗功率 684；S1、S2 都闭合时电炉消耗功率 47（电炉电阻可看作不变） 。试求：（1）电的电动势；（2）S1、 S2 都闭合时，流
12、过电解槽的电流大小；（3）S1、 S2 都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。参考答案1断开，I1=U/R E=（R1+R2+r）闭合，E=I2（R+r ） 断开 I1=U/R2=08A E=08（2+r） 闭合I2=U/R2=1AE=2V r=02回路总电阻为 R 总，电电动势为 E，移动 N 距离为 L 时电阻增加或减小 R。ER/R 总=U1 ER/ （R 总+ R）=U2 ER/（R 总 - R）=U3 U3=6V3 （1）路端电压等于 R2 两端的电压，由 得 （2）电的电动势 E = U2Ir，由此得干路电流 通过 R2 的电流 通过电动机的电流 I1 = II2 =（1-0）A=10 A4 （1）当 S1 闭合 S2 断开时电炉功率为 电炉中电流 电电动势 （2）当 S1、S2 都闭合时电炉功率为 电炉中电流 电路端电压为 通过电的电流为 通过电解槽的电流为 （3）电解槽消耗的电功率 电解槽内热损耗功率 电解槽转化成化学能的功率
