闭合电路欧姆定律教案定稿

考点1

闭合电路的动态分析

1、 总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：

当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到∞时，I=0，U=E

（断路）.

当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，

U=0（短路）

2、 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，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。

3、 基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、

并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。

4、 在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部

分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1）.凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.（2）.凡与该可变电阻有串联关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相反.阻值增大，它们减小.所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式,用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为：并同串反

例一：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（ ）

A．I变大，U变小． C．I变小，U变大． B．I变大，U变大． D．I变小，U变小．

例二：如图3所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为( )

A．电压表示数增大，电流表示数减小 B．电压表示数减小，电流表示数增大 C．两电表示数都增大 D．两电表示数都减小

例三：如图11所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时，S0与S均闭合，现将S断开，则( )

A.的读数变大，的读数变小 B.的读数变大，的读数变大 C.的读数变小，的读数变小 D.的读数变小，的读数变大

例四：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.ΔU1<ΔU2 D.ΔU1=ΔU2

例五：在某控制电路中，需要连成如图16所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( )

A．L1、L2两个指示灯都变亮 B．L1、L2两个指示灯都变暗 C．L1变亮，L2变暗

D．L1变暗，L2变亮

例六：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．R1断路 C．R 3短路

B．R 2断路 D．R 4短路

考点二

闭合电路的功率、电动势、电源效率计算

电源的功率和效率 ⑴ 电功率：

电源的功率（电源的总功率）PE=EI

②电源的输出功率P出=UI=EI-I2r ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r 电源的输出功率，P?EREE?? 22(R?r)(R?r)/R?4r4r222Pm P出 电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示， O r R E2而当内外电阻相等时即R=r，电源的输出功率最大，为Pm?。

4r电源的效率：??P?U?PEER（最后一个等号只适用于纯电阻电路） R?r2

电源输出功率和效率的讨论：电源的输出功率为P出＝IR＝R＝

?2R(R?r)?4Rr2?2(r?R)2＝

?2(R?r)/R?4r2

由上式可以看出

E2

(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝4r. (2)当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． (3)当R

(4)当P出

纯电阻电路练习一

1、如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且r>R2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是 （ ）

(A) 要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2。 (B) 要使P1最大，必须使R1= R2+r。 (C) 要使P2最大，必须使R2= R1+r。 (D)（P1+ P2）的最大值，由ε和r决定。

ε r R1 R2

2、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（ ）

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1

3、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。

4、如图所示的电路中，电源的内阻r=2Ω,R3=8Ω,L是一个“12V，12W”的小灯泡，当调节R1使电流表读数为1.5A时，电压表的示数刚好为零，并且小灯泡L正常发光， 求：（1）R2=？ （2）电源的电动势E=？ （3）电源的输出功率P=？

5、在如图19所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：

(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻； (3)开关K接c时，通过R2的电流．

6、如图所示的电路中，R1=3.5Ω,R2=6Ω,R3=3Ω，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.7V；当开关S闭合时，电压表示数为3.5V，求电源的电动势和内电阻？

R1

R2 R3

非纯电阻电路练习二

1、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15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（ ） A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W

2、如图所示电源电动势E=10V，内阻r = 0. 5Ω，电动机的电阻R0

=1. 0Ω，定值电阻R=1. 5Ω，电动机正常工作时电压表的示数为3.0V．求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？ 某同学求解如下：整个回路的电流是： Ｉ＝

E10＝?3.33Ａ

r?R?R00.5?1.5?1.0E r R V 电源释放的电功率：P?EI?10?3.33?33.3W 电动机消耗功率： P?I2R0?3.332?1.0?11.1W

经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。

3、如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 Ω， R=10 Ω，U=160 V，电压表的读数为110 V，求

（1）通过电动机的电流是多少？ （2）输入到电动机的电功率是多少？ （3）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？

U R M V

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