資源簡介

第6節　電源的電動勢和內阻　閉合電路歐姆定律
(分值:100分)
選擇題1~10題,每小題8分,共80分。
基礎對點練
題組一　電源　電動勢和內電阻
1.(多選)關于電動勢,下列說法正確的是 (　　)
電源兩極間的電壓等于電源電動勢
電動勢越大的電源,將其他形式的能轉化為電能就越多
電源電動勢的數值等于內、外電壓之和
電源電動勢由電源本身決定,與外電路的組成無關
2.一臺發電機用0.5 A電流向外輸電,在1 min內將180 J的機械能轉化為電能,則發電機的電動勢為 (　　)
6 V 360 V
120 V 12 V
題組二　閉合電路歐姆定律
3.(多選)如圖所示的電路中,電源電動勢E=9 V,內阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列說法正確的是 (　　)
當S斷開時,UAC=9 V
當S閉合時,UAC=9 V
當S閉合時,UAB=7.5 V,UBC=0
當S斷開時,UAB=0,UBC=0
4.(多選)某一電源的電動勢為E,內阻為r,外電路(純電阻電路)的電阻為R,則此電路 (　　)
短路電流為
短路電流為
正常工作時的電流為
正常工作時的電流為
5.在如圖所示的電路中,閉合開關S后,把R由2 Ω變為6 Ω時,電流減小為原來的一半,則電源的內電阻應為 (　　)
4 Ω 8 Ω
6 Ω 2 Ω
6.如圖所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。當開關S閉合后,理想電壓表的讀數為1 V;當開關S斷開后,理想電壓表的讀數為0.8 V,則電源的電動勢等于 (　　)
1 V 　　1.2 V
2 V 　　4 V
7.如圖所示,電源的內阻不能忽略,當電路中點亮的電燈的數目增多時,下面說法正確的是 (　　)
外電路的總電阻逐漸變大,電燈兩端的電壓逐漸變小
外電路的總電阻逐漸變大,電燈兩端的電壓不變
外電路的總電阻逐漸變小,電燈兩端的電壓不變
外電路的總電阻逐漸變小,電燈兩端的電壓逐漸變小
題組三　電源的U-I圖像
8.(多選)如圖所示,甲、乙為兩個獨立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過它們的電流 I 的關系圖線,下列說法正確的是 (　　)
電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢
電源甲的內阻小于電源乙的內阻
路端電壓都為U0時,它們的外電阻相等
電流都是I0時,兩電源的內電壓相等
綜合提升練
9.(多選)(2024·四川成都高二期末)A、B兩電源分別供電時其路端電壓與電流的關系圖線如圖所示,則下列結論正確的是 (　　)
電源電動勢EA=EB
電源內阻rA=rB
電源A的短路電流為0.2 A
電源B的短路電流為0.3 A
10.衛星兩翼的太陽能電池板把太陽能轉化為電能供衛星使用。如圖所示,圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖像(電池內阻不是常量),圖線b是某電阻R的U-I圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,則 (　　)
電源的電動勢為E=5 V
電阻兩端的電壓為U=4 V
電阻的電流為I=0.4 A
太陽能電池的內阻為5 Ω
11.(10分)如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器。當其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P在滑動變阻器的兩個不同端點得到的。求:
(1)(3分)電源的電動勢和內阻;
(2)(3分)定值電阻R2的阻值;
(3)(4分)滑動變阻器的最大阻值。
培優加強練
12.(10分)將總電阻R0=22 Ω的滑動變阻器按如圖甲所示與電源相連,已知該電源的路端電壓隨外電阻變化的圖線如圖乙所示,電源正常工作時允許通過的最大電流為2 A。求:
(1)(5分)電源的電動勢和內電阻;
(2)(5分)接到滑動變阻器A、B間的負載電阻R'的阻值許可范圍。
第6節　電源的電動勢和內阻　閉合電路歐姆定律
1.CD　[電源沒有接入電路時兩極間的電壓等于電源電動勢，在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，電源電動勢的數值等于內、外電壓之和，故A錯誤，C正確；電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能的本領越大，但不是將其他形式的能轉化為電能就越多，故B錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領的物理量，大小由電源本身決定，與外電路的組成無關，故D正確。]
2.A　[q＝It，E＝＝＝ V＝6 V，故A正確。]
3.AC　[當S斷開時，UAC與UBC為路端電壓，等于電源電動勢，A正確，D錯誤；當S閉合時，UAC＝UAB＝R＝7.5 V，UBC＝I×0＝0，B錯誤，C正確。]
4.BD　[短路是指外電路電阻為零，則短路電流為I短＝，選項A錯誤，B正確；根據閉合電路歐姆定律，知此電阻正常工作時的電流為I＝，選項C錯誤，D正確。]
5.D　[根據閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)得，當R＝2 Ω時，E＝I(2 Ω＋r)；當R＝6 Ω 時，E＝(6 Ω＋r)，聯立解得r＝2 Ω，故D正確。]
6.C　[當S閉合時，I＝＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5 Ω＋r)；當S斷開時，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2 Ω＋r)，解得E＝2 V，C正確。]
7.D　[由題圖可知，電燈均為并聯；當點亮的電燈數目增多時，并聯的支路增多，由并聯電路的電阻規律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則由U＝E－Ir知路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確，A、B、C錯誤。]
8.AC　[圖線與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，由圖線可知，甲與U軸交點的坐標值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢，故A正確；圖線的斜率的絕對值表示電源內阻的大小(電動勢與短路電流的比值)，圖線甲的斜率的絕對值大于圖線乙的斜率的絕對值，表明電源甲的內阻大于電源乙的內阻，故B錯誤；甲、乙兩圖線的交點坐標為(I0，U0)，外電路是純電阻說明兩電源的外電阻相等，故C正確；電源的內電壓等于通過電源的電流與電源內阻的乘積，即U內＝Ir，因為電源甲的內阻比乙的大，所以當電流都為I0時，甲電源的內電壓較大，故D錯誤。]
9.BD　[由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當I＝0時，U＝E，U－I圖線斜率的絕對值的大小等于電源內阻大小。由題圖可知，A的電動勢為2.0 V，B的電動勢為1.5 V，即電源電動勢滿足EA>EB，故A錯誤；兩圖線平行，說明電源的內阻相等，即rA＝rB，故B正確；電源A的短路電流為IA＝＝ A＝0.4 A，故C錯誤；電源B的短路電流為IB＝＝ A＝0.3 A，故D正確。]
10.D　[由閉合電路歐姆定律可得U＝E－Ir，當I＝0時E＝U，由圖線a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為E＝4 V，A錯誤；根據兩圖線交點處的狀態可知，電阻兩端的電壓為U＝3 V，電流為I＝0.2 A，B、C錯誤；太陽能電池的內阻為r＝＝5 Ω，D正確。]
11.(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir
結合題圖乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr
代入數據，聯立解得E＝20 V，r＝20 Ω。
(2)當滑片P滑到R3的右端時，R1被短路，電路中總電阻最小，電流最大，對應題圖乙中的B點，此時R2兩端的電壓U2＝UB＝4 V，通過R2的電流I2＝IB＝0.8 A
可得R2＝＝5 Ω。
(3)當滑片P滑到R3的左端時，由題圖乙知此時
U外＝16 V，I總＝0.2 A
所以R外＝＝80 Ω
因為R外＝＋R2，解得R3＝300 Ω
即滑動變阻器的最大阻值為300 Ω。
12.(1)12 V　2 Ω　(2)R′≥4.9 Ω
解析　(1)閉合電路中路端電壓為U＝IR＝＝，由此可見：①當外電路電阻R趨向無限大時，趨向0，路端電壓趨向電源電動勢E；②當R＝r時，路端電壓U＝。根據上述結論，分析圖像，可知電源電動勢E＝12 V，電源內電阻r＝2 Ω。
(2)電源允許通過的最大電流值是2 A，內電壓的最大值是4 V，外電壓的最小值是8 V，所以外電阻必須大于或等于4 Ω。當滑動變阻器的滑動觸頭c處在a端時，外電阻最小，此時，負載電阻R′與R0并聯為電源的外電阻，應用≥4 Ω，由此可以求得負載電阻的阻值許可范圍R′≥ Ω＝4.9 Ω。第6節　電源的電動勢和內阻　閉合電路歐姆定律
學習目標　1.知道電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置。了解閉合電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系。2.理解電動勢的概念，理解閉合電路歐姆定律的內容并掌握其表達式。3.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，并能進行相關的電路分析和計算。
知識點一　電源　電動勢和內電阻
1.電源
(1)定義：我們把所有能提供________的裝置稱為電源。
(2)能量轉化：在電源內部，非靜電力做正功，其他形式的能轉化為________，在電源外部，________做正功，________轉化為其他形式的能。
(3)對非靜電力的理解
①非靜電力：電源內使正、負電荷分離，并使正電荷聚積到電源正極、負電荷聚積到電源負極的非靜電性質的作用力，是對除靜電力外能對電荷流動起作用的其他力的統稱。
②來源：在化學電池中，非靜電力是化學作用，它使化學能轉化為電勢能；在發電機中，非靜電力是電磁作用，它把機械能轉化為電勢能。
2.電動勢
(1)定義：非靜電力在電源內部將正電荷從電源負極移到正極所做的功W非與電荷量q的比。
(2)公式：E＝。
(3)單位：________(V)。
(4)大小的決定因素：由電源中________的特性決定，跟電源的體積無關，跟________也無關。
3.內電阻：電源內部也存在電阻，我們稱為________，簡稱內阻。
思考
1.在外電路電流的方向如何？是什么力使電荷定向移動的？能量如何轉化？
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2.在電源內部電流的方向如何？是靜電力使電荷定向移動的嗎？為什么？
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3.非靜電力做功與靜電力做功有何不同？
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例1 有關電壓與電動勢的說法中正確的是(　　)
A.電壓與電動勢的單位都是伏特，所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法
B.電動勢是電源兩極間的電壓
C.電動勢公式E＝中的W與電壓公式U＝中的W是一樣的，都是電場力做的功
D.電動勢是反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領的物理量
總結提升　電動勢與電壓的對比
物理量 電動勢E 電壓U
物理 意義 非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能的本領，表征電源的性質 表示電場力做功將電能轉化為其他形式的能的本領，表征電場的性質
定義式 E＝，W非為非靜電力做的功 U＝，W為電場力做的功
單位 伏特(V) 伏特(V)
聯系 電動勢等于內、外電路電勢降落之和(總電壓)
訓練1 (多選)鉛蓄電池的電動勢為2 V，這表示(　　)
A.電路中每通過1 C的電荷，電源把2 J的化學能轉化為電勢能
B.沒有接入電路時蓄電池兩極間的電壓為2 V
C.鉛蓄電池在1 s內將2 J的化學能轉化成電勢能
D.鉛蓄電池將化學能轉化為電勢能的本領比一節干電池(電動勢為1.5 V)的大
知識點二　閉合電路歐姆定律
手電筒中的電池用久了，雖然電動勢沒減少多少，但小燈泡不怎么亮了。請思考小燈泡不怎么亮了的原因。
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1.閉合電路
(1)內電路：如圖所示，________稱為內電路，________內部的電阻叫內電阻。
(2)外電路：電源的正、負極以外的部分，包括導線、________、開關在內，稱為外電路，外電路兩端的電壓，即電源兩極間的電壓，稱為路端電壓。
(3)閉合電路是指由電源和________及導線組成的完整的電路。
2.路端電壓和電動勢的關系
(1)表達式：U＝E－Ir。
(2)適用條件：任何電路。
(3)斷路時的路端電壓等于電源的電動勢。
3.閉合電路歐姆定律
(1)內容：在外電路只接有電阻元件的情況下，通過閉合電路的電流大小跟電源的電動勢成________，跟內外電阻之和成________。
(2)表達式：____________。
(3)適用條件：________為純電阻電路。
(4)閉合電路歐姆定律的不同表達形式
表達式 物理意義 適用條件
I＝ 電流與電源電動勢成正比 純電阻電路
①E＝I(R＋r) ②E＝U外＋Ir ③E＝U外＋U內 電源電動勢在數值上等于電路中內、外電壓之和 ①式適用于純電阻電路；②③式普遍適用
思考
1.外電路和內電路中的電流大小相同嗎？
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2.電流通過內、外電路都有電勢降落嗎？電勢是如何變化的？
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例2 在如圖所示的電路中，電源電動勢E＝1.5 V，內阻r＝0.6 Ω，電阻R1＝3 Ω，電阻R2＝4 Ω，電阻R3＝6 Ω。電壓表為理想電表，閉合開關S，求：
(1)通過電源的電流大小；
(2)電源的內電壓和電壓表的示數。
　
　
　
　
　
　
　
　
　
閉合電路問題的求解方法
(1)分析電路特點：認清各元件之間的串、并聯關系，特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓，電流表測量哪個用電器的電流。
(2)求干路中的電流：若各電阻阻值和電動勢都已知，可用閉合電路歐姆定律直接求出，也可以利用各支路的電流之和來求。
(3)應用閉合電路歐姆定律解決問題時，應根據部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯特點求出部分電路的電壓和電流。　　
訓練2 有兩個相同的電阻R，串聯起來接在電動勢為E的電源上，電路中的電流為I；將它們并聯起來接在同一電源上，此時流過電源的電流為，則電源的內阻為(　　)
A.R B.
C.4R D.
知識點三　電源的U－I圖像
1.路端電壓與電流的關系
由關系式U＝E－Ir知，電流增大，路端電壓減小。
2.路端電壓與負載的關系：U＝E－U內＝E－r，隨著外電阻增大，路端電壓增大；當外電路斷開時(外電阻無窮大)，電流I＝0，路端電壓最大，其最大值Um＝E，這也提供了一種粗測電動勢的方法，即用電壓表直接測電源電動勢。當外電路短路時，U＝0，短路電流I＝________。
3.路端電壓與電流的關系圖像
(1)U軸截距表示電源電動勢，縱坐標從零開始時，I軸截距等于短路電流。
(2)直線斜率的絕對值等于電源的內阻，即內阻r＝。
[特別提示]　電阻的伏安特性曲線中電壓隨電流的增大而增大，此處電源的U－I圖像中電壓隨電流的增大而減小，二者物理意義不同。
思考 電源的U－I圖像中，縱坐標U表示的物理意義是什么？圖線與縱軸U的交點的物理意義是什么？圖線與橫軸I的交點的物理意義是什么？
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例3 (多選)如圖所示為某一電源的U－I圖像，由圖可知(　　)
A.電源電動勢為2 V
B.電源內阻為 Ω
C.電源短路時電流為6 A
D.電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 A
訓練3 (多選)如圖所示，圖線1、2分別為閉合電路中兩個不同電源的U－I圖像，則下列說法正確的是(　　)
A.電動勢E1＝E2，短路電流I1>I2
B.電動勢E1＝E2，內阻r1>r2
C.電動勢E1>E2，內阻r1>r2
D.當工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大
隨堂對點自測
1.(電動勢)關于電動勢下列說法正確的是(　　)
A.電源電動勢等于電源正負極之間的電勢差
B.用電壓表直接測量電源兩極得到的電壓數值，實際上總略大于電源電動勢的準確值
C.電源電動勢總等于內、外電路上的電壓之和，所以它的數值與外電路的組成有關
D.電動勢的大小等于非靜電力把1庫侖正電荷從電源的負極，經過電源內部移到電源正極所做的功
2.(閉合電路歐姆定律)一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，接上8 Ω的負載電阻后路端電壓降為 2.4 V，則可以判定電池的電動勢E和內電阻r為(　　)
A.E＝2.4 V，r＝1 Ω B.E＝3 V，r＝2 Ω
C.E＝2.4 V，r＝2 Ω D.E＝3 V，r＝1 Ω
3.(電源的U－I圖像)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下列說法不正確的是(　　)
A.電源的電動勢為6.0 V
B.電源的內阻為2 Ω
C.電源的短路電流為0.5 A
D.電流為0.3 A時的外電阻是18 Ω
第6節　電源的電動勢和內阻　閉合電路歐姆定律
知識點一
1.(1)電能　(2)電勢能　靜電力　電勢能
2.(3)伏特　(4)非靜電力　外電路　3.內電阻
[思考]
1.提示　正極到負極；靜電力；電能轉化為其他形式的能。
2.提示　負極到正極；不是；是非靜電力使電荷移動。
3.提示　非靜電力只是在電源內部做功，把正電荷從負極搬運到正極，克服靜電力做功，增加了電荷的電勢能，即將其他形式的能轉化為電能。
例1 D　[電壓與電動勢是兩個不同的概念，其中電動勢公式E＝中W是非靜電力做的功，電動勢反映了電源把其他形式的能轉化為電能的本領。而電壓U＝中W則是電場力做的功，電動勢的大小也不一定等于電壓的大小，故D正確。]
訓練1 ABD　[根據電動勢的定義和表達式E＝，可知非靜電力移動1 C電荷所做的功為W非＝qE＝1×2 J＝2 J，由功能關系可知有2 J的化學能轉化為電勢能，A正確，C錯誤；沒有接入電路時電源兩極間的電勢差(電壓)U＝E＝2 V，B正確；電動勢是描述電源把其他形式的能轉化為電勢能本領的物理量，E鉛蓄電池＝2 V>
E干電池＝1.5 V，故D正確。]
知識點二
導學　提示　電池用久了，內阻變大，根據閉合電路歐姆定律知總電流變小，因此小燈泡不怎么亮了。
知識梳理
1.(1)電源內部　電源　(2)用電器　(3)用電器
3.(1)正比　反比　(2)I＝　(3)外電路
[思考]
1.提示　相同。
2.提示　都有電勢降落，且E＝U外＋U內。
如圖所示，外電路中電流由電源正極流向負極，沿電流方向電勢降低，內電路中電流由電源負極流向正極，沿電流方向電勢升高。
例2 (1)0.25 A　(2)0.15 V　0.6 V
解析　(1)R2、R3并聯后與R1串聯，則R2、R3并聯電阻R23＝＝2.4 Ω
干路電流I＝＝0.25 A。
(2)電源的內電壓Ur＝Ir＝0.15 V
電壓表的示數即為R2、R3的并聯電壓，
U＝IR23＝0.6 V。
訓練2 C　[由串聯電路和并聯電路的特點及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝I，由以上兩式可得r＝4R，C正確。]
知識點三
2.
[思考] 提示　路端電壓；電源電動勢；短路電流I短。
例3 AD　[由U－I圖像可知，電源電動勢E＝2 V，內阻r＝||＝ Ω＝0.2 Ω，I短＝＝ A＝10 A，當U＝1 V時，I＝＝ A＝5 A。選項A、D正確，B、C錯誤。]
訓練3 AD　[由閉合電路歐姆定律知E＝U＋Ir。當I＝0時，U＝E，即U－I圖線中U軸截距表示電源電動勢，兩電源的電動勢相等，當U＝0時I＝，由題圖知，I軸截距表示短路電流，則短路電流I1>I2，A正確；內阻r＝，即U－I圖線斜率的絕對值表示電源的內阻，由題圖知內阻r1隨堂對點自測
1.D　[電源電動勢反映電源將其他形式的能量轉化為電能的本領大小，電源正、負極之間的電勢差為電源的路端電壓，只有當電源處于斷路狀態時，電源的電動勢才等于路端電壓，故A錯誤；電壓表是有內阻的，跟電源連接后構成一個通路，測量的是電壓表內阻的電壓，所以電壓表測得的電源兩極間電壓值總略小于電動勢，故B錯誤；電動勢反映電源的特性，其大小總等于內、外電路上的電壓之和，與外電路的結構無關，故C錯誤；根據電動勢的定義式E＝，可知電源電動勢等于非靜電力把1庫侖正電荷從電源的負極，經過電源內部移到電源正極所做的功，故D正確。]
2.B　[由電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，知電池的電動勢E＝3 V，當電源接上8 Ω 的負載電阻后路端電壓降為2.4 V，電路中電流為I＝＝ A＝0.3 A，電源的內阻r＝＝2 Ω，故B正確。]
3.C　[電源的路端電壓與電流的關系為U＝－r·I＋E，所以U－I圖像中圖線與U軸的截距為電源電動勢，則E＝6.0 V，選項A正確；U－I圖像中圖線斜率的絕對值為電源的內阻，所以r＝＝＝ Ω＝2 Ω，選項B正確；由題圖知I＝0.5 A時，U＝5.0 V，此時不短路，選項C錯誤；電流為0.3 A時，由I＝，得R＝18 Ω，選項D正確。](共57張PPT)
第6節　電源的電動勢和內阻　閉合電路歐姆定律
第二章　電路及其應用
1.知道電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置。了解閉合電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系。
2.理解電動勢的概念，理解閉合電路歐姆定律的內容并掌握其表達式。
3.會用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負載的關系，并能進行相關的電路分析和計算。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　閉合電路歐姆定律
知識點一　電源　電動勢和內電阻
知識點三　電源的U－I圖像
知識點一　電源　電動勢和內電阻
1.電源
(1)定義：我們把所有能提供______的裝置稱為電源。
(2)能量轉化：在電源內部，非靜電力做正功，其他形式的能轉化為________，在電源外部，________做正功，________轉化為其他形式的能。
(3)對非靜電力的理解
①非靜電力：電源內使正、負電荷分離，并使正電荷聚積到電源正極、負電荷聚積到電源負極的非靜電性質的作用力，是對除靜電力外能對電荷流動起作用的其他力的統稱。
②來源：在化學電池中，非靜電力是化學作用，它使化學能轉化為電勢能；在發電機中，非靜電力是電磁作用，它把機械能轉化為電勢能。
電能
電勢能
靜電力
電勢能
(3)單位：______ (V)。
(4)大小的決定因素：由電源中__________的特性決定，跟電源的體積無關，跟________也無關。
3.內電阻：電源內部也存在電阻，我們稱為________，簡稱內阻。
伏特
非靜電力
外電路
內電阻
【思考】
1.在外電路電流的方向如何？是什么力使電荷定向移動的？能量如何轉化？
提示　正極到負極；靜電力；電能轉化為其他形式的能。
2.在電源內部電流的方向如何？是靜電力使電荷定向移動的嗎？為什么？
提示　負極到正極；不是；是非靜電力使電荷移動。
3.非靜電力做功與靜電力做功有何不同？
提示　非靜電力只是在電源內部做功，把正電荷從負極搬運到正極，克服靜電力做功，增加了電荷的電勢能，即將其他形式的能轉化為電能。
D
總結提升　電動勢與電壓的對比
ABD
訓練1 (多選)鉛蓄電池的電動勢為2 V，這表示(　 　)
A.電路中每通過1 C的電荷，電源把2 J的化學能轉化為電勢能
B.沒有接入電路時蓄電池兩極間的電壓為2 V
C.鉛蓄電池在1 s內將2 J的化學能轉化成電勢能
D.鉛蓄電池將化學能轉化為電勢能的本領比一節干電池(電動勢為1.5 V)的大
知識點二　閉合電路歐姆定律
手電筒中的電池用久了，雖然電動勢沒減少多少，但小燈泡不怎么亮了。請思考小燈泡不怎么亮了的原因。
提示　電池用久了，內阻變大，根據閉合電路歐姆定律知總電流變小，因此小燈泡不怎么亮了。
1.閉合電路
(1)內電路：如圖所示，__________稱為內電路，______內部的電阻叫內電阻。
(2)外電路：電源的正、負極以外的部分，包括導線、________、開關在內，稱為外電路，外電路兩端的電壓，即電源兩極間的電壓，稱為路端電壓。
(3)閉合電路是指由電源和________及導線組成的完整的電路。
電源內部
電源
用電器
用電器
2.路端電壓和電動勢的關系
(1)表達式：U＝E－Ir。
(2)適用條件：任何電路。
(3)斷路時的路端電壓等于電源的電動勢。
3.閉合電路歐姆定律
(1)內容：在外電路只接有電阻元件的情況下，通過閉合電路的電流大小跟電源的電動勢成______，跟內外電阻之和成______。
(2)表達式：__________。
(3)適用條件：________為純電阻電路。
正比
反比
外電路
(4)閉合電路歐姆定律的不同表達形式
【思考】
1.外電路和內電路中的電流大小相同嗎？
提示　相同。
2.電流通過內、外電路都有電勢降落嗎？電勢是如何變化的？
提示　都有電勢降落，且E＝U外＋U內。
如圖所示，外電路中電流由電源正極流向負極，沿電流方向電勢降低，內電路中電流由電源負極流向正極，沿電流方向電勢升高。
例2 在如圖所示的電路中，電源電動勢E＝1.5 V，內阻r＝0.6 Ω，電阻R1＝3 Ω，電阻R2＝4 Ω，電阻R3＝6 Ω。電壓表為理想電表，閉合開關S，求：
(1)通過電源的電流大小；
(2)電源的內電壓和電壓表的示數。
(2)電源的內電壓Ur＝Ir＝0.15 V
電壓表的示數即為R2、R3的并聯電壓，U＝IR23＝0.6 V。
答案　(1)0.25 A　(2)0.15 V　0.6 V
閉合電路問題的求解方法
(1)分析電路特點：認清各元件之間的串、并聯關系，特別要注意電壓表測量哪一部分的電壓，電流表測量哪個用電器的電流。
(2)求干路中的電流：若各電阻阻值和電動勢都已知，可用閉合電路歐姆定律直接求出，也可以利用各支路的電流之和來求。
(3)應用閉合電路歐姆定律解決問題時，應根據部分電路的歐姆定律和電路的串、并聯特點求出部分電路的電壓和電流。　　
C
知識點三　電源的U－I圖像
[特別提示]　電阻的伏安特性曲線中電壓隨電流的增大而增大，此處電源的U－I圖像中電壓隨電流的增大而減小，二者物理意義不同。
【思考】 電源的U－I圖像中，縱坐標U表示的物理意義是什么？圖線與縱軸U的交點的物理意義是什么？圖線與橫軸I的交點的物理意義是什么？
提示　路端電壓；電源電動勢；短路電流I短。
AD
AD
訓練3 (多選)如圖所示，圖線1、2分別為閉合電路中兩個不同電源的U－I圖像，則下列說法正確的是(　　)
A.電動勢E1＝E2，短路電流I1>I2
B.電動勢E1＝E2，內阻r1>r2
C.電動勢E1>E2，內阻r1>r2
D.當工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大
隨堂對點自測
2
D
1.(電動勢)關于電動勢下列說法正確的是(　　)
A.電源電動勢等于電源正負極之間的電勢差
B.用電壓表直接測量電源兩極得到的電壓數值，實際上總略大于電源電動勢的準確值
C.電源電動勢總等于內、外電路上的電壓之和，所以它的數值與外電路的組成有關
D.電動勢的大小等于非靜電力把1庫侖正電荷從電源的負極，經過電源內部移到電源正極所做的功
B
2.(閉合電路歐姆定律)一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，接上8 Ω的負載電阻后路端電壓降為 2.4 V，則可以判定電池的電動勢E和內電阻r為(　　)
A.E＝2.4 V，r＝1 Ω B.E＝3 V，r＝2 Ω
C.E＝2.4 V，r＝2 Ω D.E＝3 V，r＝1 Ω
C
3.(電源的U－I圖像)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下列說法不正確的是(　　)
A.電源的電動勢為6.0 V
B.電源的內阻為2 Ω
C.電源的短路電流為0.5 A
D.電流為0.3 A時的外電阻是18 Ω
課后鞏固訓練
3
CD
題組一　電源　電動勢和內電阻
1.(多選)關于電動勢，下列說法正確的是(　　)
A.電源兩極間的電壓等于電源電動勢
B.電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能就越多
C.電源電動勢的數值等于內、外電壓之和
D.電源電動勢由電源本身決定，與外電路的組成無關
基礎對點練
解析　電源沒有接入電路時兩極間的電壓等于電源電動勢，在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，電源電動勢的數值等于內、外電壓之和，故A錯誤，C正確；電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能的本領越大，但不是將其他形式的能轉化為電能就越多，故B錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領的物理量，大小由電源本身決定，與外電路的組成無關，故D正確。
A
2.一臺發電機用0.5 A電流向外輸電，在1 min內將180 J的機械能轉化為電能，則發電機的電動勢為(　　)
A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V
AC
題組二　閉合電路歐姆定律
3.(多選)如圖所示的電路中，電源電動勢E＝9 V，內阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列說法正確的是(　　)
A.當S斷開時，UAC＝9 V
B.當S閉合時，UAC＝9 V
C.當S閉合時，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D.當S斷開時，UAB＝0，UBC＝0
BD
D
5.在如圖所示的電路中，閉合開關S后，把R由2 Ω變為6 Ω時，電流減小為原來的一半，則電源的內電阻應為(　　)
A.4 Ω B.8 Ω
C.6 Ω D.2 Ω
C
6.如圖所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。當開關S閉合后，理想電壓表的讀數為1 V；當開關S斷開后，理想電壓表的讀數為0.8 V，則電源的電動勢等于(　　)
A.1 V B.1.2 V
C.2 V D.4 V
D
7.如圖所示，電源的內阻不能忽略，當電路中點亮的電燈的數目增多時，下面說法正確的是(　　)
A.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的
電壓逐漸變小
B.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓不變
C.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓不變
D.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小
解析　由題圖可知，電燈均為并聯；當點亮的電燈數目增多時，并聯的支路增多，由并聯電路的電阻規律可知，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，則由U＝E－Ir知路端電壓減小，電燈兩端的電壓變小，故D正確，A、B、C錯誤。
AC
題組三　電源的U－I圖像
8.(多選)如圖所示，甲、乙為兩個獨立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過它們的電流 I 的關系圖線，下列說法正確的是(　　)
A.電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢
B.電源甲的內阻小于電源乙的內阻
C.路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等
D.電流都是I0時，兩電源的內電壓相等
解析　圖線與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，由圖線可知，甲與U軸交點的坐標值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢，故A正確；圖線的斜率的絕對值表示電源內阻的大小(電動勢與短路電流的比值)，圖線甲的斜率的絕對值大于圖線乙的斜率的絕對值，表明電源甲的內阻大于電源乙的內阻，故B錯誤；甲、乙兩圖線的交點坐標為(I0，U0)，外電路是純電阻說明兩電源的外電阻相等，故C正確；電源的內電壓等于通過電源的電流與電源內阻的乘積，即U內＝Ir，因為電源甲的內阻比乙的大，所以當電流都為I0時，甲電源的內電壓較大，故D錯誤。
BD
9.(多選)(2024·四川成都高二期末)A、B兩電源分別供電時其路端電壓與電流的關系圖線如圖所示，則下列結論正確的是(　　)
A.電源電動勢EA＝EB
B.電源內阻rA＝rB
C.電源A的短路電流為0.2 A
D.電源B的短路電流為0.3 A
綜合提升練
D
10.衛星兩翼的太陽能電池板把太陽能轉化為電能供衛星使用。如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖像(電池內阻不是常量)，圖線b是某電阻R的U－I圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，則(　　)
A.電源的電動勢為E＝5 V
B.電阻兩端的電壓為U＝4 V
C.電阻的電流為I＝0.4 A
D.太陽能電池的內阻為5 Ω
11.如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器。當其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在滑動變阻器的兩個不同端點得到的。求：
(1)電源的電動勢和內阻；
(2)定值電阻R2的阻值；
(3)滑動變阻器的最大阻值。
答案　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir
結合題圖乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr
代入數據，聯立解得E＝20 V，r＝20 Ω。
(2)當滑片P滑到R3的右端時，R1被短路，電路中總電阻最小，電流最大，對應題圖乙中的B點，此時R2兩端的電壓U2＝UB＝4 V，通過R2的電流I2＝IB＝0.8 A
培優加強練
12.將總電阻R0＝22 Ω的滑動變阻器按如圖甲所示與電源相連，已知該電源的路端電壓隨外電阻變化的圖線如圖乙所示，電源正常工作時允許通過的最大電流為2 A。求：
(1)電源的電動勢和內電阻；
(2)接到滑動變阻器A、B間的負載電阻R′的阻值許可范圍。
答案　(1)12 V　2 Ω　(2)R′≥4.9 Ω

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