高考物理第一轮总复习闭合电路的欧姆定律教案27。

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闭合电路的欧姆定律
一、电源
1．电源：是将其它形式的能转化成电能的装置．
2．电动势：单位：V。非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，E=W/q。
表示电源把其它形式的能电能本领的大小，等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能的数值
在数值上=电源没有接入电路时两极板间的电压，
内外电路上电势降落之和E＝U外＋U内．
3．电动势是标量．要注意电动势不是电压；
电动势与电势差的区别(见表格)
电动势电势差
物理意义反映电源内部非静电力做功把其它形式的能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化为其它形式能的情况
定义式E=W/q
W为电源的非静电力把正电荷从电源内由负极移到正极所做的功U=W/q
W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功
量度式E=IR+Ir=U外+U内U=IR
测量动用欧姆定律间接测量用伏特表测量
决定因素与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关
特殊情况当电源断开时路端电压值=电源的电动势
二、闭合电路的欧姆定律(对于给定电源：一般认为E，r不变，但电池用久后，E略变小，r明显增大。)
(1)内、外电路
①内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等．内电路的电阻叫做内电阻r．内电路分得的电压称为内电压，
②外电路：电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻R,外电路分得的电压称为外电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)
(2)闭合电路的欧姆定律适用条件：纯电阻电路
①内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=E/（R+r）
研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。
②表达形式：
③讨论：1外电路断开时(I=0),路端电压等于电源的电动势(即U=E);而这时用电压表测量时,其读数略小于电动势(有微弱电流)
2外电路短路时(R=0,U=0)电流最大为(一般不允许这种情况,会把电源烧坏)
(3)路端电压跟负载的关系
①路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压．U＝E－Ir,路端电压随着电路中电流的增大而减小；
路端电压随外电阻变化的情况：R↓→I↑→U↓，反之亦然。
②电源的外特性曲线——路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图象：(U一I关系图线)
图象的函数表达：U＝E－Ir
当外电路断路时(即R→∞,I＝0)，纵轴上的截距表示电源的电动势Ｅ(Ｅ＝Ｕ端)；
当外电路短路时(R＝0,U＝0)，横坐标的截距表示电源的短路电流I短=E/r；
图线的斜率的绝对值为电源的内电阻．
某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率，
该直线上任意一点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小；当Ｕ＝E/2(即R=r)时，Ｐ出最大。η＝50％
注意：坐标原点是否都从零开始：若纵坐标上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流。
(4).闭合电路的输出功率
①电源的总功率：P总=IE=IU外十IU内=IU＋I2r，(闭合电路中内、外电路的电流相等，所以由Ｅ＝Ｕ外＋Ｕ内)
②电源的输出功率与电路中电流的关系:Ｐ=Ｕ×Ｉ；当Ｉ↑时Ｕ↓，当Ｉ↓时Ｕ↑，表明ＵＩ有极值存大。
当时,电源的输出功率最大，
③电源的输出功率与外电路电阻的关系:(等效于如图所示的电路)
当R＝r时(I=E/2r),电源有最大输出功率：
结论：当外电路的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。要使电路中某电阻R的功率最大；条件R=电路中其余部分的总电阻
例：电阻R的功率最大条件是：R=R0+r
输出功率随外电阻Ｒ变化的图线(如图所示)；由图象可知，
I.对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻Rl和R2，不难证明．
II.当Rr时，若R增大，则P出增大；III.当Rr时，若R增大，则P出减小．
IV.在电源外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在图中的那块矩形的面积表示电源的输出功率，当Ｕ＝时，Ｐ最大。
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大小
④电源内阻上的热功率：Ｐ内＝Ｕ内Ｉ＝I2ｒ。
⑤电源的供电效率当电源的输出功率达最大时，η＝50％。
(5)电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线
⑴联系：它们都是电压和电流的关系图线；
⑵区别：它们存在的前提不同，遵循的物理规律不同，反映的物理意义不同；
①电源的外特性曲线：
在电源的电动势用内阻ｒ一定的条件下，通过改变外电路的电阻Ｒ使路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图线，
遵循闭合电路欧姆定律。U＝E－Ir，
图线与纵轴的截距表示电动势Ｅ，斜率的绝对值表示内阻ｒ。
②导体的伏安特性曲线：
在给定导体(电阻Ｒ)的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流Ｉ随电压Ｕ变化的图线；
遵循(部分电路)欧姆定律。Ｉ＝；
图线斜率的倒数值表示导体的电阻Ｒ。
右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。
导体的伏安特性曲线-------导体中的电流随随导体两端电压变化图线，叫导体的伏安特性曲线。
区分三种图线：电源的外特性曲线——路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图象：(U一I关系图线)
输出功率随外电阻Ｒ变化的图线WWW.jAB88.com

规律方法1、电路结构分析电路的基本结构是串联和并联，分析混联电路常用的方法是：
节点法：把电势相等的点，看做同一点．
回路法：按电流的路径找出几条回路，再根据串联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构
其普遍规律是：①凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。
②在外电路，沿着电流方向电势降低。
③凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。
④不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。
2、电表的改装:微安表改装成各种表，关健在于原理
(1)灵敏电流表（也叫灵敏电流计）：符号为G，用来测量微弱电流，电压的有无和方向．其主要参数有三个：
首先要知：微安表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug。
满偏电流Ig即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流,也叫灵敏电流表的电流量程．
满偏电压Ug灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压．
以上三个参数的关系Ug=IgRg．其中Ig和Ug均很小，所以只能用来测量微弱的电流或电压．
采用半偏法先测出表的内阻；最后要对改装表进行较对。
(2)半值分流法（也叫半偏法）测电流表的内阻，其原理是：
当S1闭合、S2打开时：
当S2再闭合时：,
联立以上两式，消去E可得：
得：可见：当R1R2时，有：
(3)电流表：符号A，用来测量电路中的电流，并联电阻分流原理．如图所示为电流表的内部电路图，
设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/Ig，由并联电路的特点得：
(n为量程的扩大倍数)
内阻,由这两式子可知，电流表量程越大，Rg越小，其内阻也越小.
(4)电压表：符号V，用来测量电路中两点之间的电压．串联电阻分压原理如图所示是电压表内部电路图．
设电压表的量程为U，扩大量程的倍数为n=U/Ug，由串联电路的特点，得：
(n为量程的扩大倍数)
电压表内阻,由这两个式子可知，电压表量程越大，分压电阻就越大，其内阻也越大．
(5)改为欧姆表的原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig＝E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小
(6)非理想电表对电路的影响不能忽略，解题时应把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器.
①用电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电压，由于电压表内阻不可能无限大，
因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小，表的内阻越大，表的示数越接近于实际电压值.
②用电流表测得的电流，实质上是被测量的支路(或干路)串联一个电阻(即电流表内阻)后的电流.
因此，电流表内阻越小，表的示数越接近于真实值.

规律方法1、动态电路的分析与计算电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况
动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，
常见方法如下：
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”部分电路欧姆定律各部分量的变化情况
局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分
局部变化再讨论其它
(2)直观法:即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。
①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(局部电阻本身电流、电压)
②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加；与之串联支路电压U串减小（称串反并同法）
总结规律如下：
①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；
②变化电阻本身和总电路变化规律相同；
③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小)；
④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大)。
(3)极限法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
(4)特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。
当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%，
2、电路故障分析与黑盒子问题闭合电路黑盒。其解答步骤是：
①将电势差为零的两接线柱短接，如果黑盒内只有电阻，分析时，从阻值最小的两点间开始。
②在电势差最大的两接线柱间画电源
③根据题给测试结果，分析计算各接线柱之间的电阻分配，并将电阻接在各接线柱之间。
④断路点的判定：当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判定断路点：
凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的；两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。
3、电路中的能量关系的处理要搞清以下概念：
(1)电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指εI或I2（R外＋r）
(2)电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指：IU或Iε一I2r或I2R外
(3)电源内阻消耗的功率：I2r
(4)整个电路中P电源＝P外十P内
4、含电容器电路的分析与计算
电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上．
分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：
(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过．所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．
(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等．
(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。
⑷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。

相关知识

高考物理第一轮闭合电路的欧姆定律专项复习

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道如何去写好一份优秀的教案呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“高考物理第一轮闭合电路的欧姆定律专项复习”，相信能对大家有所帮助。

第四课时闭合电路的欧姆定律
【考纲要求】
内容要求说明
闭合电路欧姆定律II
【基础知识回顾】
1.电动势
（1）电动势描述了__________________________________________的本领大小。
(2)电源的电动势等于____________________________________时两极间的电压
2.闭合电路欧姆定律：I=_______________或者E=________+_________
3.路端电压与负载的关系U=E-Ir当外电阻增大，电流_____，路端电压________;当外电路断路时，电流I=______,U=_________;当外电阻减小，电流_____，路端电压________;当外电路短路时，电流I=______,U=_________;
4.闭合电路中功率分配IE=I2r+P出其中P出=I2R+P其他（对纯电阻电路P其他=0）
在电源的E和r一定情况下，外电阻R=________时，电源输出功率最大
二、要点讲练：
1.对电动势的理解
例1.下列关于电动势的说法不正确的是()
A.电动势就是电压,它是内外电压之和B.电动势不是电压,但它的数值等于内外电压之和
C.电动势的大小与外电路的结构有关
D.一节干电池的电动势为1.5V,意味着外电路闭合时,电池1秒能向电路提供1.5J的化学能.
E．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大。
F．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功
G．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
H．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
2.闭合电路欧姆定律的理解
例2.关于闭合电路，下列说法中正确的是（）
A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B．闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大
C．闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大
D．闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大
E、电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值
F.外电路断开时，电路电压为零，路端电压也为零
G.路端电压增大时，流过电源的电流一定减小
3.闭合电路的功率
例3.如图,电源电动势ε=42V,内阻r=1Ω,R=20Ω,M为直流电动机,其线圈电阻r′=1Ω,电动机正常工作时,电压表的示数为21V,求:(1)电路中的发热功率;(2)电动机的效率.

针对练习1.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。

针对练习2.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r=1Ω，定值电阻R3=5Ω，电表均为理想的．当开关S断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相同．则下列说法正确的是(BC)
A．电阻R1、R2可能分别为3Ω、6Ω
B．电阻R1、R2可能分别为4Ω、5Ω
C．开关S断开时电压表的示数可能小于S闭合时的示数
D．开关S从断开到闭合，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6Ω
4.伏安特性曲线和电源的U-I图线
例4．（2008年北京东城区期末考）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象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。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3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1Ω
C．电源的输出功率为2WD．电源的效率为66.7%
针对练习3.(2009年上海卢湾区高三期末)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如右图中的a、b、c所示，根据图线可知（）
A、反映Pr变化的图线是cB、电源电动势为8v
C、电源内阻为2ΩD、当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω
5.直流电路的动态分析
例5.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1ΔU2D.ΔU1ΔU2
针对练习6.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
（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．
针对练习7(2009年北京海淀区高三上学期期末)．在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当R2的滑动触头P向上滑动的过程中（）
A．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数变小
B．电压表V3示数的变化量的绝对值与电压表V1、V2示数的变化量的绝对值之和相等
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
D．电压表V3示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值保持不变
例6.(上海市2009届高三上期期末浦东区)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为()
（A）电流表的读数一直减小；（B）R0的功率先减小后增大；
（C）电源输出功率先增大后减小；
（D）电压表的读数先增大后减小。
6.闭合电路的计算
例7.（06川）.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10－2C，质量为m=2×10－2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）

针对练习8.如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=8.0Ω、R3=2.0Ω、R4=6.0Ω，R5=4.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=2.4cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s2，不计平行板电容器充放电时间，求带电微粒在金属板中的运动时间．

例8（上海市2009届高三上期期末浦东区）如图（a）所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。
（1）若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？
（2）若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？
（3）图（a）中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图（a）可等效为图（b），其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压；若用导线直接将CD两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流。则等效电源的内电阻r′是多少？
（4）若在C、D间连一个“6V，3W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少？

7.实际应用
例9.图甲是某同学自制的电子秤原理图，利用理想电压表的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其它阻力．（1）求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式；
（2）由⑴的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数Ux用所称物体的质量m表示的关系式．

高考物理闭合电路欧姆定律复习

第3课时闭合电路欧姆定律
导学目标1.理解闭合电路欧姆定律的内容，并能进行电路动态分析及电路的相关计算.2.能利用U－I图象进行分析并计算．
一、电源的电动势
[基础导引]
关于电源的电动势，判断下面说法的正误：
(1)电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压()
(2)同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化()
(3)电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量()
(4)在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大()
[知识梳理]
1．电源是通过非静电力做功把____________的能转化成____________的装置．
2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝________，单位：V.
3．电动势的物理含义：电动势表示电源____________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．
4．电动势是______量，需注意电动势不是电压．
二、闭合电路欧姆定律
[基础导引]
如图1所示电路中，电源的电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω.
下列说法中正确的是()
A．当S断开时，UAC＝9V
B．当S闭合时，UAC＝9V
C．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
[知识梳理]
闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．
(2)公式I＝只适用于纯电阻电路E＝适用于任何电路
(3)路端电压与外电阻的关系
①负载R增大→I减小→U内________→U外________
外电路断路时(R＝∞)，I＝0，U外＝E.
②负载R减小→I增大→U内________→U外________
外电路短路时(R＝0)，I＝________，U内＝E.
(4)U－I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而______；U－I关系图线如图2所示．
①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为____________．
②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为__________．
③图线的斜率的绝对值为电源的__________．
图2
思考：对于U－I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况，直线的斜率的意义是否变化？
考点一电路的动态分析
考点解读
电路的动态分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现．该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对串并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推理能力．
典例剖析
例1(20xx北京理综17)如图3所示电路，电源内阻不可忽
略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过
程中()
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
思维突破电路动态分析的方法
(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路并联分流I串联分压U→变化支路.
(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．
跟踪训练1在如图4所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动
时，则()
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
考点二电路中的有关功率及效率
考点解读
1．电源的总功率
(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.
2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．
3．电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.
(3)输出功率随R的变化关系
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E24r.
②当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小．
③当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大．
④当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.
⑤P出与R的关系如图5所示．
图5
4．电源的效率
(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%.
(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%
因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.
特别提醒1.当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．
2．对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与输出功率大小的判断方法不同．
典例剖析
例2在如图6所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关S接
a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关S接b时，电压表示数为
4.5V，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)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；
(3)当开关S接c时，通过R2的电流．
思维突破对于直流电路的分析与计算，要熟练掌握串、并联电路的特点，知道这两种电路的电压、电流及电功率的分配关系，并能把较为复杂的电路化为简单、直观的串、并联关系．
跟踪训练2如图7中电源的电动势为6V，内阻为1Ω，R1为2Ω，R2全阻值为3Ω，下列说法错误的是()
A．当R2为1Ω时，R1消耗的功率最大
B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4V
C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大
D．当R2的阻值为3Ω时，R2消耗的功率最大
考点三涉及U－I图象的功率计算
考点解读
两种图线的比较：
图象上的特征物理意义
电源U－I图象电阻U－I图象
图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻的电流随电阻两端电压的变化关系
图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流Er
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小
图线的斜率内电阻r的相反数－r表示电阻大小
典例剖析
例3如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是()
图8
A．电源的电动势为50V
B．电源的内阻为253Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω
D．输出功率为120W时，输出电压是30V
思维突破在解决此类图象问题时，(1)要明确纵横坐标的物理意义．(2)要明确图象的截距、斜率，包围面积的物理意义．(3)根据物理规律写出反映纵横坐标物理量的关系式．(4)充分挖掘图象所隐含的条件．
跟踪训练3用标有“6V3W”的灯泡L1、“6V6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图9甲所示的实验电路，其中电源电动势E＝9V．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时()
图9
A．电流表的示数为1AB．电压表的示数约为6V
C．电路输出功率为4WD．电源内阻为2Ω

21.含电容器电路的分析方法
例4如图10所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是
光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关S闭
合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且
电路稳定时，则与无光照射时比较()
A．电容器C的上极板带正电
B．电容器C的下极板带正电
C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大
D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小
方法提炼含电容器电路的分析方法
1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置处补上．
2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差．
3．电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．
4．含电容器电路的处理方法：如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源电动势E，而是路端电压U.
跟踪训练4如图11所示的电路中，电源的电动势为E、内电阻为
r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示
数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P
从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动
前相比()
A．U变小B．I变小C．Q不变D．Q减小

A组电路的动态分析
1．如图12所示，电源的电动势为E，内电阻为r，两电表均可看做是理想电表．闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动，在此过程中()
图12
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变暗，L2变亮
C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
D．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小
2．如图13所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻
器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是()
A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大
B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小
C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大
D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小

B组闭合电路中电功率的分析与计算
3．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的
发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图14
所示，根据图线可知()
A．反映Pr变化的图线是c
B．电源电动势为8V
C．电源内阻为2Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω
4．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则()
A．电动机消耗的总功率为UI
B．电动机消耗的热功率为U2R
C．电源的输出功率为EI
D．电源的效率为1－IrE

C组含电容器电路的分析与计算
5．如图15所示，电源两端电压为U＝10V保持不变，R1＝4.0Ω，R2
＝6.0Ω，C1＝C2＝30μF.先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断
开，则S断开后，通过R1的电荷量为()
A．4.2×10－4C
B．1.2×10－4C
C．4.8×10－4C
D．3.0×10－4C
6．如图16所示，两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连，开
始都不带电．现将开关S闭合给两个电容器充电，待充电平衡
后，电容器C1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态．再将开关S断
开，把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列判断正确的是()
A．电容器C1两板间电压减小
B．电容器C2两板间电压增大
C．带电微粒将加速上升
D．电容器C1所带电荷量增大

D组U－I图象的理解与应用
7．如图17所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是
()
A．电源①的电动势和内阻均比电源②大
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
8．如图18所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、
b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下
列说法正确的是()
A．阴影部分的面积表示电源输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α＝β时，电源效率最高
D．当满足α＝β时，电源效率小于50%

课时规范训练
(限时：30分钟)
1．下列关于电源电动势的说法中正确的是()
A．在某电源的电路中，每通过2C的电荷量，电源提供的电能是4J，那么这个电源的电动势是0.5V
B．电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大
C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变
D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多
2．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为()
A．4RB．RC.R2D．无法计算
3．将三个不同的电源的U－I图线画在同一坐标中，如图1所示，
其中1和2平行，它们的电动势分别为E1、E2、E3，它们的内
阻分别为r1、r2、r3，则下列关系正确的是()
A．r1＝r2r3B．r1r2r3
C．E1E2＝E3D．E1＝E2E3
4．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变
化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化
的规律如图2所示，则()
A．当R＝r时，电源有最大的输出功率
B．当R＝r时，电源的效率η＝50%
C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大
D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大
5．(20xx上海单科5)在如图3所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是()
A.变大，变大
B.变小，变大
C.变大，变小
D.变小，变小
6．(20xx安徽18)如图4所示，M、N是平行板电容器的两个极板，
R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带
正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S，小球静止时受到悬线
的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
7.(20xx上海单科12)如图5所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑
动触头P从最高端向下滑动时，()
A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大
B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小
C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大
D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小
8．如图6所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的
滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为()
A．电流表的读数一直减小
B．R0的功率先减小后增大
C．电源输出功率先增大后减小
D．电压表的读数先增大后减小
9．如图7甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示．电流表为值班室的显示器．a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是()
图7
A．I变大，U变大B．I变大，U变小
C．I变小，U变大D．I变小，U变小
10．在电学探究实验课中，某组同学在实验室利用如图8甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0，电源的电动势E和内电阻r.调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则有()
甲乙
图8
A．图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线
B．由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E＝1.50V，r＝1.0Ω
C．图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75W
D．图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值
复习讲义
基础再现
一、
基础导引(1)×(2)×(3)√(4)×
知识梳理1.其它形式电势能2.Wq3.把其它形式的能转化成电势能4.标
二、
基础导引AC
知识梳理(1)正比反比(2)ER＋rU外＋U内(3)①减小增大②增大减小Er(4)减小①电动势E②短路电流Im③内阻r
思考：不变．斜率的绝对值仍表示电源内阻．
课堂探究
例1A
跟踪训练1D
例2(1)1A4V(2)6V2Ω
(3)0.5A
跟踪训练2A
例3ACD
跟踪训练3CD
例4B
跟踪训练4B
分组训练
1．BD
2．AD
3．ACD
4．AD
5．A
6．BCD
7．AD
8．A
课时规范训练
1．C
2．B
3．AC
4．ABD
5．B
6．B
7．A
8．BD
9．D
10．B

高考物理第一轮基础知识闭合电路的欧姆定律复习教案

第4课时闭合电路的欧姆定律

基础知识归纳
1.闭合电路的欧姆定律
(1)内、外电路
①内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.
②外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.
(2)闭合电路的欧姆定律
①内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比.
②适用条件：纯电阻电路.
③闭合电路欧姆定律的表达形式有：
Ⅰ.E＝U外＋U内
Ⅱ.I＝(I、R间关系)
Ⅲ.U＝E－Ir(U、I间关系)
Ⅳ.U＝E(U、R间关系)
2.闭合电路中的电压关系
(1)电源电动势等于内、外电压之和.
注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中U＝IR，非纯电阻电路中U≠IR)
(2)路端电压与电流的关系(如图所示).
①路端电压随总电流的增大而减小.
②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.
③路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im＝(短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.
(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.
①外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；
②外电路断开时，R→∞，路端电压U＝E；
③外电路短路时，R＝0，U＝0，I＝Im＝E/r.
3.电动势与路端电压的比较：
电动势路端电压U
物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的情况
定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功
量度式E＝IR＋Ir＝U＋U′U＝IR
测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量
决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关
特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E
4.闭合电路中的功率关系
(1)电源的总功率：P总＝IE＝IU＋IU′＝P出＋P内
(2)电源内耗功率：P内＝I2r＝IU′＝P总－P出
(3)电源的输出功率：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内
(4)电源的输出功率与电路中电流的关系
P出＝IU外＝IE－I2r＝－r(I－)2＋，当I＝时，电源的输出功率最大，P出＝.P出-I图象如右图示.
5.电源的输出功率与外电路电阻的关系
对于纯电阻电路，电源的输出功率
P出＝I2R＝()2R＝
由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R＝r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝.当R＝r时，即I＝E/2r时，电源的输出功率最大，P出＝.P出-R图象如右图所示.
由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证明r＝.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P出增大；当Rr时，若R增大，则
P出减小.
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大小.
5.电源的效率
指电源的输出功率与电源功率之比.即
η＝×100%＝×100%＝×100%
对纯电阻电路，电源的效率
η＝×100%＝×100%＝×100%
由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.
6.电路的U-I图象
右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).
重点难点突破
一、闭合电路中的能量关系
1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外＋r).
2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IE－I2r或I2R外.
3.电源内阻消耗的功率是I2r.
4.整个电路中有P电源＝P外＋P内.这显然是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的具体体现.
二、闭合电路的动态分析分析问题
分析解答这类习题的一般步骤是：
1.确定电路的外电阻如何变化.
说明：(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).
(2)若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.
(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段)；设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为
R总＝R－R并＋
由上式可以看出，当R并减小时，R总增大；当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.
2.根据闭合电路的欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.
3.由U内＝I内r，确定电源的内电压如何变化.
4.由U外＝E－U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化.
5.由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.
6.确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.
三、电路的故障分析
1.常见的故障现象
断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路.如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落.
短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).
2.检查电路故障的常用方法
电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.
电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求.
欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.
试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔上的金属体.
3.常见故障电路问题的分类解析
(1)给定可能故障现象，确定检查方法；
(2)给定测量值，分析推断故障；
(3)根据观察现象，分析推断故障；
(4)根据故障，分析推断可能观察到的现象.
典例精析
1.闭合电路中的功率问题
【例1】如图所示，电源电动势为50V，电源内阻为1.0Ω，定值电阻R为14Ω，M为直流电动机，电动机电阻为2.0Ω.电动机正常运转时，电压表的读数为35V.求在100s的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少.
【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E－U)，所以电路中的电流为
I＝A＝1.0A
所以在100s内电源做的功为
W＝EIt＝50×1×100J＝5.0×103J
在100s内电动机上把电能转化为机械能的部分是
ΔE＝IUt－I2r′t＝(1.0×35×100－12×2×100)J＝3.3×103J
【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.
(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.
【拓展1】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：
(1)当电阻箱R读数为多少时，电源输出功率P出最大，并求这个最大值.
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值.
(3)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的功率最大，并求这个最大值.
【解析】(1)由电功率公式P出＝()2R外＝，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝(1－0.5)Ω＝0.5Ω时，P出max＝W＝9W
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω时，PRmax＝W＝6W
(3)保护电阻消耗的功率为P＝，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R＝0时，PR0max＝W＝8W
【拓展2】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是(CD)
A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系
B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率
C.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC
D.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4
2.闭合电路的动态分析
【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？
【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律判断主干电路上的一些物理量变化.P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U′和R1两端电压U减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化.这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小.
【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.
【思维提升】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”.判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.
3.电路的故障分析
【例3】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：

序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)
10.600.302.401.20
20.440.322.560.48
将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.
(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算).
(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是.
【解析】(1)先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r′，r′＝R1＋r，则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E；由A2和V1的数据可求出电阻R3；由V2和A1、A2的数据可求出R2.
(2)当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压降全在电阻R2上，由此可推断RP两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则RP一定短路；若假设RP是完好的，则R2一定断路.
【答案】(1)E、R2、R3(2)RP短路或R2断路
【思维提升】知晓断路、短路时电压表的示数表现是解答“故障”类电路题的关键.
【拓展3】如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路，已知U不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化？
【解析】当R2忽然断路时，电路的总电阻变大，A灯两端的电压增大，B灯两端的电压降低，所以将看到灯B比原来变暗了些，而灯泡A比原来亮了些.
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【例4】如图所示电路，已知电源电动势E＝6.3V，内电阻r＝0.5Ω，固定电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3是阻值为5Ω的滑动变阻器.按下电键S，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围.
【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻R＝Ω＝2.1Ω
I＝A＝2.4A
再将滑动触头滑至右端，R3与R2串联再与R1并联，外电阻R′＝＝1.6Ω
I′＝＝3A
【错因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)，当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小，以至给人以一种思维定势：在没有分析具体电路的情况下，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小.
【正解】将原图化简成如图所示.外电路的结构是R′与R2串联、(R3－R′)与R1串联，然后这两串电阻并联.要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大.设R3中与R2串联的那部分电阻为R′，外电阻R为
R＝
因为两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小.
当R2＋R′＝R1＋R3－R′时，R最大，解得
R′＝2Ω，R大＝2.5Ω
因为R1＝2Ω＜R2＝3Ω，所以当变阻器滑动到靠近R1端点时两部分电阻差值最大，此时外电阻R最小.
R小＝＝1.6Ω
由闭合电路的欧姆定律有：
I小＝A＝2.1A
I大＝A＝3A
【思维提升】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态.电路分析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图，运用电阻串联、并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是分析电路的首要工作.

高考物理复习：闭合电路欧姆定律

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是由小编为大家整理的“高考物理复习：闭合电路欧姆定律”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

第二课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：反映不同电源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1C的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功．

3．内电阻：电源内部对电流的阻碍阻碍作用。其值由电源本身决定。

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源的成正比，跟的电阻之和成反比，这个结论叫闭合电路的欧姆定律．

2．公式：I＝或者E＝U外+Ir＝U外+U内。

3．路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压U＝E一Ir

三、电路中的能量

1．电源的总功率：指电源提供的全部电功率．公式为：P总＝

2．电源的输出功率：指电源提供给外电路的功率．公式为：P出＝

3．电源的内部发热功率：指电源内电阻消耗的功率．公式为：P内＝

4．电源的效率：指用电器得到的电功率跟电源的总功率的比值．公式为：η＝。纯电阻电路中η＝

知识点一电源电动势与内电阻

电动势与电压的区别与联系

1．电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关．

2．电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源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，E＝U内+U外；电路断开时，E＝U外．

【应用1】关于电源和电动势，下列说法中正确的是()

A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加

B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大

C．电动势越大，说明非静电力在电源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，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极移送电荷量越多

导示:在电源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，电动势就越大，B对。反过来电动势越大，说明非静电力在电源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，C对D错。故选ABC。

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E＝U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(也称电源外特性曲线)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源的电动势

(2)图线的斜率的绝对值表示电源的内阻．

(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源的输出功率

【应用2】如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源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)电源的电动势和内阻．(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=0.05Ω

(2)滑动片P在变阻器的右端时，对应图乙中的B点，R2+r=4/0.8=5Ω，R2=4.5Ω

(3)滑动片P在变阻器的右端时，对应图乙中的B点,R外=16/0.2=80Ω

根据串并联总电阻，可求得变阻器的最大电阻R3=300Ω

知识点三电源功率与效率

1．能量形式：Eq＝qU外+qU内它反映出移动单位电荷的过程中，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IE＝IU+I2r

3．电源的输出功率

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．电源的效率

对于给定的电源，内阻一定，效率随外电阻的增大而单调增加，当R＝r时，η＝50％；当R→0时，η→0；当R→∞时，η→100％

【应用3】如图所示，已知电源内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0．5Ω．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?(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，电源输出功率最大?

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看作电源的内电阻，所以当R2=R1+r=2.5Ω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=1.5Ω电源输出功率最大.

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一定的电源，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R有两个值R1、R2与之对应．

2．将电源(E、r)与一个电阻相连，即电源向电阻R供电，在U—I图象中画出电源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为电源的输出功率也就是R的功率．利用上述联系可借助图象解题．

【例1】把一个10V，2.0W”的用电器A(纯电阻)接到某一电动势和内阻都不变的电源上，用电器A实际消耗的功率是2.0W．若换上另一个10V，5.0W”的用电器B(纯电阻)接到这一电源上，用电器B实际消耗的功率有没有可能反而小于2.0W?(设电阻不随温度改变)

导示:电源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。

类型二等效电源法解题

等效电源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，又有内电阻的电源．

【例2】如图所示，电源的电动势、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:由于电源的电动势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，可采用等效电源法，将除R之外的电路当作等效电源，R是等效电源的外电阻，等效电路图如右图所示，虚框内是等效电源．设等效电源的电动势为E′，内电阻为r′，根据闭合电路的

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=1Ω，当电键K断开时，电压表读数为0.8V，当电键K闭合时，电压表的读数为1V，该电源的电动势和内阻分别为V，Ω

2．如图，AB,CD为两根平行的相同的均匀电阻丝，MN为另一根电阻丝，其电阻为R，它可以在AB,CD上滑动并保持与AB垂直，MN与AB,CD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MN处于图中位置时，电压表的读数为U1=4.0V，已知将MN由图中位置向左移动一段距离L后，电压表的读数变为U2=3.0V。若将MN由图中位置向右移动一段距离L，电压表的读数U3是多少？

3．（06广州市统考卷）如图所示，电源的电动势E＝7.5V，内阻r＝1.0Ω，定值电阻R2＝12Ω，电动机M的线圈的电阻R＝0.50Ω．闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U1＝4V，电阻R2消耗的电功率P2＝3.0W．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源上，电源内阻，电炉电阻，电解槽电阻。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）。试求：（1）电源的电动势；

（2）S1、S2都闭合时，流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．K断开，I1=U/RE=（R1+R2+r）

K闭合，E=I2（R+r）K断开I1=U/R2=0.8AE=0.8（2+r）K闭合I2=U/R2=1A

E=2Vr=0.5Ω

2．回路总电阻为R总，电源电动势为E，移动MN距离为L时电阻增加或减小R。ER/R总=U1ER/（R总+R）=U2

ER/（R总-R）=U3U3=6V

3．（1）路端电压等于R2两端的电压，由得

（2）电源的电动势E=U2＋Ir，由此得干路电流

通过R2的电流

通过电动机的电流I1=I－I2=（1.5-0.5）A=1.0A

4．（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为

电炉中电流

电源电动势

（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为

电炉中电流

电源路端电压为

通过电源的电流为

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