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1、第第7节闭合电路的欧姆定律节闭合电路的欧姆定律1掌握掌握闭合合电路欧姆定律的推路欧姆定律的推导过程程2理理解解闭合合电路路欧欧姆姆定定律律，应用用它它讨论路路端端电压和和负载的关系的关系3应用用闭合合电路路欧欧姆姆定定律律进行行相相关关的的电路路分分析析和和计算算要要点点一一闭闭合合电电路路的的欧欧姆姆定定律律1闭合电路组成闭合电路组成(1)外外电路路：电源源外外部部由由用用电器器和和导线组成成的的电路路，在外在外电路中，沿路中，沿电流方向流方向电势降低降低(2)内内电路路：电源源内内部部的的电路路，在在内内电路路中中，沿沿电流流方向方向电势升高升高2闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律(1)
2、推推导：如如图所所示示，设电源源的的电动势为E，外外电路路电阻阻为R，内，内电路路电阻阻为r，闭合合电路的路的电流流为I.在在时间t内：内：(3)将将电压表表接接在在电源源两两极极间测得得的的电压U外外是是指指路路端端电压，不不是是内内电路路两两端端的的电压，也也不不是是电源源电动势，所所以以U外外E.(4)电动势和和路路端端电压虽然然是是有有相相同同的的单位位且且有有时数数值也也相相同同，但但二二者者是是本本质不不同同的的物物理理量量电动势反反映映了了电源源将将其其他他形形式式的的能能转化化为电能能的的本本领大大小小，路路端端电压反反映映了外了外电路中路中电能能转化化为其他形式的能的本其他形
3、式的能的本领大小大小(1)对给定的电源，认为对给定的电源，认为E、r不变不变(2)对对于于有有电电压压变变化化的的闭闭合合电电路路问问题题，由由EU外外U内内，可可知知：内内、外外电电路路电电压压变变化化的的绝绝对对值值相相等等，即即|U外外|U内内|.(3)外外电电路路含含有有非非纯纯电电阻阻元元件件(如如电电动动机机、电电解解槽槽等等)时时，不不能能直直接接用用欧欧姆姆定定律律解解决决电电流流问问题题，可可以以根根据据串串、并并联联电电路特点或能量守恒定律进行列式计算路特点或能量守恒定律进行列式计算要要点点二二路路端端电电压压与与负负载载的的关系关系1路端电压与负载路端电压与负载(1)路路
4、端端电压U：又又叫叫外外电压，它它是是外外电路路上上总的的电势降落降落(2)负载R：电路中消耗路中消耗电能的元件能的元件统称称为负载3电源的电源的UI图象与电阻的图象与电阻的UI图象的比较图象的比较在在闭闭合合电电路路中中，任任何何一一个个电电阻阻的的增增大大(或或减减小小)，都都将将引引起起电电路路总总电电阻阻的的增增大大(或或减减小小)，该该电电阻阻两两端端的的电电压压一一定定会增大会增大(或减小或减小)(1)电电源源输输出出功功率率越越大大，效效率率不不一一定定越越高高，如如电电源源输输出功率最大时，效率只有出功率最大时，效率只有50%.(2)判判断断可可变变电电阻阻功功率率变变化化时时
5、，可可将将可可变变电电阻阻以以外外的的其他电阻看成电源的一部分内阻其他电阻看成电源的一部分内阻如如图图所所示示的的电电路路中中，当当S闭闭合合时时，电电压压表表和和电电流流表表(均均为为理理想想电电表表)的的示示数数各各为为1.6 V和和0.4 A；当当S断断开开时时，它它们们的的示示数数各各改改变变0.1 V和和0.1 A，求求电电源源的的电电动动势势及及内阻内阻题题 型型 1 1闭合电路欧姆定律的应用闭合电路欧姆定律的应用 【解析】【解析】当当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得：闭合时，由闭合电路欧姆定律得：U1EI1r，即即E1.6 V0.4r当当S断开时，由闭合电路欧姆定律得：断开时，由闭
6、合电路欧姆定律得：U2EI2r，即，即E(1.60.1) V(0.40.1)r 由由得：得：E2 V，r1 .【答案】【答案】2 V1 【方法总结方法总结】解决闭合电路问题的一般步骤：解决闭合电路问题的一般步骤：(1)分分析析电电路路：认认清清各各元元件件的的串串、并并联联关关系系，必必要要时时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路(2)求求总总电电流流I：若若已已知知内内、外外电电路路上上所所有有电电阻阻的的阻阻值值和和电电源源电电动动势势，可可用用闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律直直接接求求出出；若若内内、外外电电路路上上有有多多个个未
7、未知知电电阻阻，可可利利用用某某一一部部分分电电路路的的已已知知电电流流和和电电压压求求总总电电流流I；当当以以上上方方法法都都行行不不通通时时，可可以以应应用用联立方程求出联立方程求出I.(3)各各部部分分的的电电压压、电电流流：根根据据串串、并并联联电电路路的的特特点点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流(4)注注意意适适用用条条件件：外外电电路路含含有有非非纯纯电电阻阻元元件件时时(如如电电动动机机，电电解解槽槽等等)，不不能能直直接接用用欧欧姆姆定定律律解解决决电电流流问问题题，可可以以根根据据串串、并并联联电电路路特特点点或或能能量量守
8、守恒恒定定律律进进行行列列式式计计算算(2014闵闵行行区区二二模模)在在如如图所所示示的的电路路中中，电阻阻R112 ，R28 ，R34 .当当开开关关S断断开开时，电流流表表示示数数为0.25 A；当当S闭合合时，电流流表表示示数数为 0.36 A 则 电 源源 电 动 势 为 _V， 内内 电 阻阻_.变式训练变式训练 1-1答案：答案：3.601.20在在如如图图所所示示的的电电路路中中，E为为电电源源电电动动势势，r为为电电源源内内阻阻，R1和和R3均均为为定定值值电电阻阻，R2为为滑滑动动变变阻阻器器当当R2的的滑滑片片在在a端端时时合合上上开开关关S，此此时时三三个个电电表表A1
9、、A2和和V的的示示数数分分别别为为I1、I2和和U.现现将将R2的的滑滑片片向向b端端移移动动，则则三三个个电电表表示数的变化情况是示数的变化情况是()AI1增大，增大，I2不变，不变，U增大增大BI1减小，减小，I2增大，增大，U减小减小CI1增大，增大，I2减小，减小，U增大增大DI1减小，减小，I2不变，不变，U减小减小 题题 型型 2 2 闭合电路的动态分析方法及步骤闭合电路的动态分析方法及步骤 【答案】【答案】B【方法总结方法总结】直流电路的动态分析：直流电路的动态分析：1引起电路特性发生变化主要有三种情况：引起电路特性发生变化主要有三种情况：(1)滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片位位
10、置置的的改改变变，使使电电路路的的电电阻阻发发生生变化；变化；(2)电电键键的的闭闭合合、断断开开或或换换向向(双双掷掷电电键键)使使电电路路结结构构发发生变化；生变化；(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化非理想电表的接入使电路的结构发生变化3分析方法分析方法(1)程程序序法法：基基本本思思路路是是“部部分分整整体体部部分分”即即从从阻阻值值变变化化入入手手，由由串串并并联联规规律律判判知知R总总的的变变化化情情况况，再再由由欧欧姆姆定定律律判判知知I总总和和U端端的的变变化化情情况况，最最后后由由部部分分电电路路欧欧姆姆定定律律及及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况串联分压、
11、并联分流等规律判知各部分的变化情况(2)结结论论法法“并并同同串串反反”：“并并同同”：是是指指某某一一电电阻阻增增大大时时，与与它它并并联联或或间间接接并并联联的的电电阻阻中中的的电电流流、两两端端电电压压、电电功功率率都都将将增增大大；某某一一电电阻阻减减小小时时，与与它它并并联联或或间间接接并并联联的的电电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小阻中的电流、两端电压、电功率都将减小“串串反反”：是是指指某某一一电电阻阻增增大大时时，与与它它串串联联或或间间接接串串联联的的电电阻阻中中的的电电流流、两两端端电电压压、电电功功率率都都将将减减小小；某某一一电电阻阻减减小小时时，与与它它串串联联或
12、或间间接接串串联联的的电电阻阻中中的的电电流流、两两端端电电压、电功率将增大压、电功率将增大(3)特特殊殊值值法法与与极极限限法法：即即因因滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片滑滑动动引引起起电电路路变变化化的的问问题题，可可将将变变阻阻器器的的滑滑动动端端分分别别滑滑至至两两个个极极端端去去讨讨论论一一般般用用于于滑滑动动变变阻阻器器两两部部分分在在电电路路中中都都有有电电流流时的讨论时的讨论 (2014烟烟台台模模拟拟)如如图所所示示电路路，电源源内内阻阻不不可可忽忽略略在在滑滑动变阻阻器器触触头由由a滑滑向向b的的过程中，下列程中，下列说法中正确的是法中正确的是()A电流表示数减小流表示数减小B
13、小灯泡小灯泡L亮度增加亮度增加C电源内源内电阻消耗功率减小阻消耗功率减小D电源源输出功率一定增加出功率一定增加 变式训练变式训练 2-1解解析析：分分析析电电路路结结构构，滑滑动动变变阻阻器器和和灯灯泡泡串串联联再再和和电电阻阻R并并联联，电电流流表表测测量量通通过过电电阻阻R的的电电流流，滑滑动动变变阻阻器器触触头头由由a滑滑向向b的的过过程程中中，电电阻阻变变大大，总总阻阻值值变变大大，干干路路电电流流变变小小，内内电电压压变变小小，路路端端电电压压变变大大，根根据据欧欧姆姆定定律律可可知知，通通过过电电阻阻R的的电电流流变变大大，电电流流表表的的示示数数变变大大，故故A选选项项错错误误；
14、干干路路电电流流变变小小，通通过过电电阻阻R的的电电流流变变大大，则则通通过过灯灯泡泡L的电流变小，灯泡变暗，故的电流变小，灯泡变暗，故B选项错误；选项错误；答案：答案：C如如图图所所示示的的电电路路中中，电电源源电电动动势势E10 V，内内阻阻r0.5 ，电电动动机机的的电电阻阻R01.0 ，电电阻阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求：，求：(1)电源释放的电功率；电源释放的电功率；(2)电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率；将将电电能能转转化化为为机机械械能能的的功功率；率；(3)电源的输出功率和效率电源的输出功率和效率 题题 型型
15、 3 3 电路的功率与电源的效率问题电路的功率与电源的效率问题 【答案】【答案】(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%(3)求求出出总总电电流流后后，再再根根据据串串、并并联联电电路路的的特特点点或或部部分分电电路路欧欧姆姆定定律律求求各各部部分分电电路路的的电电压压和和电电流流，再再根根据据PUI或或PI2R求得功率求得功率2电源输出功率最大值的求解方法电源输出功率最大值的求解方法在在解解答答最最大大功功率率问问题题时时，理理解解好好功功率率最最大大的的条条件件是是关关键键，若若求求解解部部分分电电阻阻不不变变时时，只只要要满满足足电电流流最最大大则则功功率率就就最最大大；若
16、若求求解解部部分分电电阻阻改改变变时时，需需要要计计算算出出功功率率的的表表达达形形式，利用数学知识求极值式，利用数学知识求极值电路路图如如图甲甲所所示示，乙乙中中图线是是电路路中中的的电源源的的路路端端电压随随电流流变化化的的关关系系图象象，滑滑动变阻器的最大阻阻器的最大阻值为15 ，定，定值电阻阻R03 .变式训练变式训练 3-1(1)当当R为何何值时，R0消消耗耗的的功功率率最最大大，最最大大值为多多少少？(2)当当R为何何值时，电源源的的输出出功功率率最最大大，最最大大值为多多少？少？答案：答案：(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W1有关有关电动势的的说法中正确的是法中正确的
17、是()A电源的源的电动势等于内、外等于内、外电路路电势降落之和降落之和B电源提供的源提供的电能越多，能越多，电源的源的电动势越大越大C当当外外电路路断断开开时，电源源路路端端电压与与电源源电动势相相等等D当当电路路中中通通过1库仑电量量时，电源源消消耗耗的的其其他他形形式能的数式能的数值等于等于电源源电动势的的值答案：答案：ACD2一一太太阳阳能能电池池板板，测得得它它的的开开路路电压为800 mV，短短路路电流流为40 mA，若若将将该电池池板板与与一一阻阻值为20 的的电阻阻器器连成一成一闭合合电路，路，则它的路端它的路端电压是是()A0.10 VB0.20 VC0.30 VD0.40 V
18、答案：答案：D3(2015南南平平松松溪溪一一中中期期中中)如如图所所示示电路路中中，三三只只灯灯泡泡原原来来都都正正常常发光光，当当滑滑动变阻阻器器的的滑滑动触触头P向向左左移移动时，下面判断正确的是，下面判断正确的是()AL1变暗暗 BL2变暗暗CL3变暗暗 DL1、L2、L3均均变亮亮解解析析：当当滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头P向向左左移移动动时时，总总电电阻阻变变小小，干干路路电电流流变变大大，灯灯泡泡L1处处于于干干路路，变变亮亮，A选选项项错错误误；内内电电压压变变大大，路路端端电电压压变变小小，灯灯泡泡L2两两端端电电压压变变小小，变变暗暗，B选选项项正正确确，D选选项项错错误误；流流过过灯灯泡泡L3的的电电流流变变大大，变亮，变亮，C选项错误选项错误答案：答案：B4(2015深深圳圳中中学学期期中中)在在图示示的的电路路中中，电源源的的内内电阻阻r0.6 .电阻阻R14 ，R36 ，闭合合开开关关后后电源源消耗的消耗的总功率功率为40 W，输出功率出功率为37.6 W求：求：(1)电源源电动势E；(2)电阻阻R2的阻的阻值答案：答案：(1)20 V(2)7
