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2.7闭合电路欧姆定律二(导学案)


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闭合电路欧姆定律(导学案) 2.7 闭合电路欧姆定律(导学案)
第 2 课时
[要点导学 要点导学] 要点导学
一、路端电压U与外电阻R之间的关系: (1)当外电阻R增大时,根据 I
= E R + r

可知,电流I_____ (E和r为定值),

内电压Ur减小,根据U外=E-Ur可知路端电压_____ . (2)外电路断开时,R=∞,路端电压U= 。 (3) 外电路短路时, R=0, 路端电压U= , I= (短路电流), 短路电流由电源 和 ______ 共同决定, 由于r一般很小, 短路电流往往很大, 极易烧坏电源或线路而引起火灾. (4)如图所示,路端电压与电流的关系图象(U—I图象) 是一条_________线.该线与纵轴 交点的值表示_________,该线与横轴交点的值表示_________,该线的斜率表示_______。 二、关于全电路欧姆定律的动态应用 全电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤大体如下: 的变化情况. (1)判断动态源及动态源总电阻的变化.进而判断闭合电路 E (2)依据 I = ,判断闭合电路 的变化情况. R R+r (3)依据 U=E-Ir,判断 的变化情况. E 、r (4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化. S 三、关于电源的功率问题 (1)如图所示,电阻 R 与电源构成的一个闭合电路.电源的电动势为 E,内电阻 r,则:电源 消耗的总功率用 P 总=____ _ _求解;电源的输出功率用 P 出=________求解;电源的内耗功 率用 P 耗=____ __求解;定值电阻的发热功率亦可用 P 热=_____ __求解;电源的效率为 。 值得注意的是, 若外电路是纯电阻电路, 部分电路的欧姆定律适用: 2R=U2 P=I η= 2 2 /R.电源的输出功率 P 外 =UI=I R=U /R.同样能量守恒的方程也就有:EI=UI+I2r 或 EI=I2R+I2r,或 EI=U2/R+I2r。若外电路是非纯电阻电路,欧姆定律不适用,适用能量守恒方 程只有: 。 (2)电源的输出功率的变化: ①当∣R-r∣越大,电源的输出功率 P 出越___ ;∣R-r∣越小,电源的输出功率 P 出越___ . ②当∣R-r ∣=0 时,即 R=r 时.电源的输出功率最大为 P 出=_ 。

[范例精析] 范例精析]
L1 如图 1 所示, 当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时. 三 例题 1: : 个完全相同(可视灯泡电阻 RL 不变,且大于电源内阻 r)灯泡亮 L3 L2 P 度的变化情况是 ( ) A.L1 变亮,L2 和 L3 皆变暗 B.L1 变亮,L2 不能确定,L3 变暗 E 、r C.L1 变暗,L2 变亮,L3 也变亮 图1 D.L1 变亮,L2 变亮,L3 变暗 拓展 1:上述电路,当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时,电源的总功率、输出功率和内 : 耗功率又是如何变化?

1

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拓展 2:若在上述电路中将 L1 换成一电容器C,当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时, : 电容器的两端电压、所带电荷量以及 L2 和 L3 亮度的变化情况如何?

电路消耗的总功率为 40W, 电阻 R1 为 3 , 例题 2: 图 2 所示的电路中, : 如 R2 为 6 ,电源内阻 r 为 0.6 ,电源的效率为 94%,求: (1)ab 两点问的电压;(2)电源的电动势。

a
R1 R3 R2 E 、r

图2

b

拓展: 拓展:试求 R3 的阻值。

[能力训练] 能力训练]
1.电源电动势为 E,内阻为 r,向可变电阻 R 供电,下列说法中正确的是 ( ) A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变 B.因为 U=IR,所以当 R 增大时,路端电压也增大 C.因为 U=IR,所以当 I 增大时,路 端电压也增大 D.因为 U=ε-Ir,所以当 I 增大时,路端电压下降 2.一电源(电动势为 E,内阻为 r),当它和一只标有“6V,3W”的小灯泡构成闭合回路时,小 灯泡恰好正常发光。如果该电源与一只标有“6V,6W”的小灯泡构成一闭合回路,该灯泡( ) A.正常发光 B.比正常发光暗 图3 C.比正常发光亮 D.因不知电源内阻的大小,故无法确定 3.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U-I 图象,则下列说法 中正确的是( ) A.电动势 E1=E2,短路电流 I1>I2 B.电动势 E1=E2.内阻 r1>r2 C 电动势 E1>E2,内阻 r1<r2 D.当两电源的工作电流变量相同时,电源 2 的路端电压变化较大 图3 4.一个电源分别接上 8 和 2 的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源内阻为( ) A.1 B.2 C.4 D.8 5.直流电池组的电动势为 E,内电阻为 r,用它给电阻为 R 的直流电动机供电,当电动机正 常工作时,电动机的、两端电压为 U,通过电动机的电流是 I,下列说法中正确的是 ( ) A.电动机输出的机械功率是 UI B.电动机电枢上发热功率为 I2R C.电源消耗的化学能功率为 EI D.电源的输出功率为 EI-I2r 6.在图 4 所示的电路中,R2 为定值电阻,R1 为滑动变阻器,当滑动变 阻器的滑片 P 向左滑动时( ) A、电流表示数变大,电压表示数变小 B、电流表示数变小,电压表示数变大
[来源:学科网][来源:学科网 ZXXK]

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图4

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C、电流表和电压表示数都变小 D、电流表和电压表示数都变大 7.甲、乙、丙三个灯泡,按图 5 方式连接到电池组上,如果丙灯泡处 发生短 路, 某同学对电路各部分发生的变化作了如下推测(设各灯灯丝 不被烧毁):①丙灯两端电压为零,②电池组的路端电压为零,③甲灯 变得更亮,④乙灯变得更亮,其 中 ( ) 图5 A.只有①、③正确 B.只有②、③止确 C.只有③、④正确 D.只有①、②正确 8.如图所示电路中,电源电动势为,内电阻为 r,R1、 R2 为定值电阻, R3 为可变电阻,C 为电容器,在可变电阻 R3 由较小逐渐变大的过程中: ①流过 R2 的电流方向是由 b 到 a; ②电容器被充电; ③电容器的带电量在 逐渐减少;④电源内部消耗的功率变大。下列叙述中正确的有( ) A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 图6 9.某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中,用电压表测量到铜片与锌片间电压为 0.30V,然后又将同样的 10 个西红柿电池串联成电池组(n 个相同电池串联时,总电动势为 nE,内电阻为 nr) ,与一个额定电压为 1.5V、额定功率为 1W 的小灯泡相连接,小灯泡不发 光,量得小灯泡两端的电压为 0.2V,对此现象,以下解释正确的是( ) A.西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压,小灯泡已烧毁 B.西红柿电池组不可能提供电能 C.西红柿电池组所提供的电功率太小 D.西红柿电池组的内阻远大于小灯泡的电阻 10.如图 7 所示,直线 A 为电源的路端电压 U 与电流 I 的关系图象,直 线 B 是电阻 R 的两端电压与其中电流 I 的关系图象, 用该电源与电阻 R 组成闭合电路, 则电源的输出功率为______W, 电源的总功率______W, 图7 电源的效率为______ 11.如图 8 所示的电路中,电源电动势 E=10V、内阻 r=1.0 ,当 滑动变阻器的阻值调节为 R1=3.0 后,开关 S 断开和接通时,A、 B 之间电路消耗的电功率都为 P=4.0W。 (1) 求: 开关 S 闭合的前、 后,通过 R2 的电流各是多大?(2)R2 、R3 各多大? 图8

[素质提高 素质提高] 素质提高
12.如图 9 所示的电路中,电源电动势为 6V,当开关 S 接通后,灯泡 L1 和 L2 都不亮,用电压表测得各部分电压是 Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由 此可判定( ) A.L1 和 L2 的灯丝都烧断了 B.L1 的灯丝烧断了 D.变阻器 R 断路 C.L2 的灯丝烧断了

图9

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13.如图 10 所示, 电源的电动势是 6V, 内电阻是 0.5 ,小电动机 M 的 线圈电阻为 0.5 ,限流电阻 R0 为 3 ,若电压表的示数为 3V,试求: ⑴电源的功率和电源的输出功率; ⑵电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率.

图9

14.如图 10 所示的电路中,R1、R2 均为定值电阻,且 R1=10 ,R2 的阻值 未知,R3 是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测 得电源的路端电压 U 随电流 I 的变化图线如图 11 所示, 其中图线上的 A、 B 两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求: ⑴电源的电动势和内电阻; ⑵定值电阻 R2 的阻值; ⑶滑动变阻器 R3 的最大值; ⑷上述过程中 R1 上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。 图 10

图 11

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