資源簡介

第二節(jié)　閉合電路的歐姆定律
(分值：100分)
選擇題1～12題，每小題7分，共84分。
對點題組練
題組一　對電源電動勢和內阻的理解
1.(多選)對于電動勢的定義式E＝的理解，正確的是(　　)
E與W成正比
E與q成反比
E的大小與W、q無關
W表示非靜電力做的功
2.(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的電能就越多
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
3.(2024·廣東中山高二期末) 用國際單位制的基本單位表示電動勢的單位，下列選項正確的是(　　)
A·Ω J/C N·m/C kg·m2/(A·s3)
題組二　閉合電路的歐姆定律
4.如圖所示的電路中，電阻R＝2.0 Ω，電源的電動勢E＝6.0 V，內電阻r＝1.0 Ω。閉合開關S后，電阻R兩端的電壓為(　　)
4.0 V 2.0 V 1.5 V 1.0 V
5.(多選) (2024·廣州一中月考)如圖所示，當可變電阻為R＝2 Ω時，理想電壓表的示數U＝4 V，已知電源的電動勢E＝6 V，則(　　)
此時理想電流表的示數是2 A
此時理想電流表的示數是3 A
電源的內阻是1 Ω
電源的內阻是2 Ω
6.如圖所示的電路中，電阻R＝2 Ω。斷開S后，理想電壓表的讀數為3 V；閉合S后，電壓表的讀數為2 V，則電源的內阻r為(　　)
1 Ω 2 Ω 3 Ω 4 Ω
題組三　路端電壓與負載的關系
7.兩個電池的U－I圖像如圖所示，從圖像中可以看出(　　)
電池a的電動勢較大，內阻較大
電池a的電動勢較小，內阻較小
電池b的電動勢較小，內阻較大
電池b的電動勢較大，內阻較小
8.(多選)如圖所示為某一電源的U－I曲線，由圖可知(　　)
電源電動勢為2.0 V
電源短路時電流為6.0 A
電源內阻為 Ω
電路路端電壓為1.0 V時，電路中電流為5.0 A
9.(多選)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.(2024·龍巖市高二期末)物理老師在課堂上做了一個演示實驗，電路如圖所示，當電路中點亮的電燈數量逐漸增多時，已點亮的電燈亮度卻逐漸變暗。對這一現象的解釋，下列說法正確的是(　　)
外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓保持不變
外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小
外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小
外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變大
綜合提升練
11.(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為3.2 V，電阻R的阻值為30 Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0 V，額定電流為1.5 A。當開關S接位置1時，理想電壓表的讀數為3 V，假如小燈泡電阻阻值不變，下列說法正確的是(　　)
電源的內阻為4 Ω
小燈泡的電阻為2 Ω
當開關S接到位置2時，小燈泡不能正常發(fā)光
當開關S接到位置2時，小燈泡兩端的電壓為3 V
12.(多選)在如圖所示的電路中，電源電動勢E和內阻r均為定值，當外電路電阻R發(fā)生變化時，電路中電流I、路端電壓U、內電壓U′都將隨之發(fā)生變化。下列圖像能正確表示其變化規(guī)律的是(　　)
A B C D
培優(yōu)加強練
13.(16分)如圖所示的電路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S閉合時，電壓表V的示數為11.4 V，電流表A的示數為0.2 A，S斷開時，電流表A的示數為0.3 A，電壓表和電流表均為理想電表。求：
(1)(8分)電阻R3；
(2)(8分)電源電動勢E和內阻r。
第二節(jié)　閉合電路的歐姆定律
1.CD　[電動勢的定義式E＝中，E與W、q無關，E反映的是電源的屬性，由電源內部非靜電力的特性決定，W為非靜電力做的功，故A、B錯誤，C、D正確。]
2.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小于電源電動勢，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的電能就越多，故B錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能量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。]
3.D　[電動勢單位為伏特(V)，由P＝UI，推知1 V＝1＝1＝1＝1 kg·m2/(A·s3)，故D正確。]
4.A　[由閉合電路的歐姆定律有I＝＝2.0 A，故U＝IR＝4.0 V，選項A正確。]
5.AC　[由題圖可知電壓表測量的是路端電壓，電流表測的是通過可變電阻R的電流，由I＝，得I＝2 A，再由E＝U＋Ir，將I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入，可得r＝1 Ω，故A、C正確，B、D錯誤。]
6.A　[當斷開S時，理想電壓表的讀數等于電源的電動勢，即E＝3 V；當閉合S時，有U＝IR，又由閉合電路的歐姆定律可知，I＝，聯立解得r＝1 Ω，A正確，B、C、D錯誤。]
7.A　[根據閉合電路的歐姆定律知U＝E－Ir，故U－I圖像中圖像與縱軸的交點等于電源的電動勢，由題圖可知，a的電動勢較大，圖像斜率的絕對值表示電源的內阻，a的斜率的絕對值較大，故a的內阻較大，故A正確，B、C、D錯誤。]
8.AD　[由U＝E－Ir可知，當I＝0時，U＝E，由圖讀出U＝2.0 V，故A正確；電源的內阻r＝＝0.2 Ω，電源短路時電流I短＝＝10 A，故B、C錯誤；當電路路端電壓為1.0 V時，電路中電流I＝＝5.0 A，故D正確。]
9.BD　[由U＝E－Ir可知，當I＝0時，U＝E，U－I圖線的斜率的絕對值表示電源內阻。由題圖看出，A的電動勢為EA＝2.0 V，B的電動勢為EB＝1.5 V，即EA>EB，故A錯誤；兩圖線平行，說明兩電源的內阻相等，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.B　[當電路中點亮的電燈數目逐漸增多時，根據并聯電阻的規(guī)律可知，電路中總電阻減小，根據閉合電路的歐姆定律可得干路中的電流I＝增大，根據E＝U＋Ir可知，路端電壓減小，所以加在燈泡兩端的電壓減小，已點亮的電燈亮度變暗，故B正確，A、C、D錯誤。]
11.BC　[小燈泡的電阻RL＝＝ Ω＝2 Ω，當開關接1時，通過電阻R的電流I＝＝ A＝0.1 A，根據閉合電路的歐姆定律知E＝U＋Ir，代入數據得r＝2 Ω，故A錯誤，B正確；當開關接2時，通過燈泡的電流IL′＝＝ A＝0.8 A，小于燈泡的額定電流，則燈泡L不能正常發(fā)光，此時燈泡兩端的電壓為UL′＝IL′RL＝0.8×2 V＝1.6 V，故C正確，D錯誤。]
12.AB　[由閉合電路的歐姆定律有I＝①
U＝E－Ir＝E－r＝E＝E②
U′＝Ir＝E③
根據①式可知，I隨R的增大單調遞減，但不是線性變化，故A正確；根據②式結合數學知識可知B正確，D錯誤；根據③式可知C錯誤。]
13.(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω
解析　(1)S閉合時，R2兩端電壓U2＝I2R2＝6 V
所以R1兩端電壓為U1＝U－U2＝5.4 V
則流過R1的電流I1＝＝0.6 A
流過電阻R3的電流I3＝I1－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A
所以電阻R3的阻值R3＝＝ Ω＝15 Ω。
(2)由閉合電路歐姆定律
當開關閉合時E＝U＋I1r
當開關斷開時E＝I′(R1＋R2＋r)
解得E＝12 V，r＝1 Ω。第二節(jié)　閉合電路的歐姆定律
學習目標　1.掌握電動勢的概念，知道電動勢等于內外電路電壓之和。2.了解內電路、外電路，理解內外電路的能量轉化。3.掌握閉合電路的歐姆定律并會進行有關計算。
知識點一　對電源電動勢和內阻的理解
電源是給電路提供電能的裝置。如圖所示，在電源內部，將正電荷從負極搬到正極，靜電力做正功還是負功，電勢能如何變化？除了靜電力，電荷在電源內部移動時，還受到其他作用力嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.電路
(1)閉合電路：用導線把________、用電器連成一個閉合電路。
(2)外電路和外阻：電源________的電路叫作外電路，外電路上的電阻稱為外電阻。
(3)內電路和內阻：電源________的電路叫作內電路，內電路上的電阻稱為內阻。
(4)電流方向：在外電路中，電流由電勢高的________流向電勢低的________；在內電路中，電流從電勢低的________流向電勢高的________。
2.非靜電力：電源提供的把正電荷由負極搬運到正極的力。
3.內、外電路能量轉化關系
(1)在外電路中自由電荷在靜電力的作用下移動，靜電力做正功，正電荷從正極流向負極，________轉化為其他形式的能。
(2)在電源內部自由電荷在非靜電力的作用下移動，非靜電力做正功，把正電荷從負極搬動到正極，將________________轉化為電能。
4.電源
從能量轉化的角度看，電源是通過____________做功將其他形式的能________________。
電源內部由導體組成，因此也有電阻，這個電阻叫作電源的內阻。
5.電動勢
(1)定義
非靜電力把正電荷在電源內部從負極移至正極所做的功與所移動的電量的比值，叫作電源的電動勢。
(2)公式：________。
(3)單位：________，符號為V。
(4)物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領的大小。電動勢在數值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內部從__________移送到________所做的功。
(5)電動勢由電源中____________的特性決定，跟電源的體積________，跟外電路也________(均選填“有關”或“無關”)。
6.電源的容量
(1)定義：電池放電時輸出的總電量。
(2)單位：“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)。
【思考】
日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源，如圖所示的干電池、手機電池，它們有的標有“1.5 V”字樣，有的標有“3.7 V”字樣。
(1)如果把5 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把2 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到正極呢？
(2)是不是非靜電力做功越多，電源把其他形式的能轉化為電能的本領就越大？如何描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思考判斷】
(1)電源是通過靜電力做功把其他形式的能轉化為電能的裝置。(　　)
(2)E＝只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定。(　　)
(3)一節(jié)1.5 V的5號干電池和一節(jié)1.5 V的7號干電池把其他形式的能轉化為電能的本領一樣大。(　　)
(4)電動勢定義式E＝中的W與電壓U＝中的W是同種性質力所做的功。(　　)
(5)電動勢跟電源的體積無關，外電路變化時，電動勢也變化。(　　)
例1 (多選)(2024·廣東梅州市高二期末)關于電動勢E的說法正確的是(　　)
A.電動勢E的大小，與非靜電力所做的功W的大小成正比，與移送電量q的大小成反比
B.電動勢E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關
C.電動勢E是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量
D.電動勢E的單位與電勢差的單位相同，故兩者在本質上相同
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電動勢E在數值上與回路的總電壓相等、與初中學的U不一樣，U是外電阻的總電壓，E等內阻和外阻的電壓總和。
電動勢就表示了電源把其他能轉化為電能本領的物理量，具體是搬運1 C電荷時，非靜電力做功的大小。　　　　
訓練1 (2024·佛山一中高二月考)如圖是某智能手機電池上的信息，支持低壓大電流充電，則(　　)
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h) GB/T 18 287－2 000 鋰聚合物電池/Li－Polymer Battery 充電限制電壓：4.35 V
A.4.35 V表示該電池的電動勢
B.該電池充滿電后以100 mA的電流工作時，可連續(xù)工作30小時
C.11.4 W·h表示該電池能提供的電量
D.3 000 mA·h表示該電池能提供的電能
知識點二　閉合電路的歐姆定律
如圖為一閉合電路，閉合開關后
(1)在外電路和內電路中，沿電流方向的各點的電勢如何變化？
(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內非靜電力做功多少？內、外電路中產生的焦耳熱分別為多少？根據能量守恒定律，它們之間有怎樣的關系？
(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內阻r的關系怎樣？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.內容：閉合電路中的電流與電源的__________成正比，與內、外電路的____________成反比。
2.表達式：I＝________。
3.另外兩種表達形式：(1)E＝U外＋________；
(2)E＝IR＋________。
4.內、外電路中的電勢及能量變化
在外電路，沿電流方向電勢降低，電勢能轉化為其他形式的能；在內電路，沿電流方向電勢升高，其他形式的能轉化為電勢能。
【思考】
若外電路含有電動機，消耗的電能與整個回路生成的熱能還相等嗎？閉合電路的歐姆定律I＝還成立嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 (2024·廣東清遠高二期末)如圖所示，R3＝0.5 Ω，S斷開時，兩表讀數分別為0.8 A和4.8 V，S閉合時，它們的讀數分別變?yōu)?.4 A和4.2 V。兩表均視為理想電表，求：
(1)R1、R2的阻值；
(2)電源的電動勢和內阻。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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)部分電路的歐姆定律應用于某部分電路，閉合電路的歐姆定律應用于全電路，研究對象不同，應加以區(qū)分。
(3)開關斷開、閉合對應于電路的兩種形式，可列兩個方程，要加強方程的思想。　　　　訓練2 (多選)如圖所示，當可變電阻R＝2 Ω時，理想電壓表的示數U＝4 V，已知電源的電動勢E＝6 V，則(　　)
A.此時理想電流表的示數是2 A
B.此時理想電流表的示數是3 A
C.電源的內阻是1 Ω
D.電源的內阻是2 Ω
知識點三　路端電壓與負載的關系
1.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝10 V，內電阻r＝1 Ω，試求當外電阻分別是3 Ω、4 Ω、9 Ω時所對應的路端電壓及電路中的電流。通過數據計算，你發(fā)現了怎樣的規(guī)律？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.根據路端電壓與電流的函數關系式，分析U－I關系圖像的斜率大小及縱截距的物理意義。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.路端電壓與負載
(1)路端電壓U：外電路電壓。它是外電路上總的電勢降落。表達式U＝________。
(2)負載R：電路中消耗電能的用電器稱為負載。
2.路端電壓與負載的關系
(1)路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律：當外電阻R增大時，由I＝可知電流I______________，內電壓U內＝Ir逐漸______________，路端電壓U＝E－Ir________；反之亦然。
(2)兩種特殊情況：當外電路斷開時，電流I變?yōu)開_______，U＝________，即斷路時的路端電壓等于____________。
當電源兩端短路時，外電阻R＝0，此時電流I＝__________。
3.電源的U－I圖像
(1)函數表達式：U＝________。
(2)U－I圖線是一條傾斜的直線，如圖所示。
(3)縱軸上的截距：表示電源的____________；
橫軸上的截距：表示電源的短路電流，I短＝________。
(4)圖線斜率的絕對值：表示電源的__________，即r＝＝||。
【思考】
1.可以用導線將電源兩端直接連接在一起嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.比較圖像1和2，說明E1和E2、r1和r2的大小關系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 (2024·廣東佛山高二期末)測量電池電動勢和內電阻，根據測得的數據作出了 U－I圖線，由圖可知(　　)
A.電流為0.4 A時，外電路電阻為0
B.電池內阻的測量值為3.50 Ω
C.外電路發(fā)生短路時的電流為0.40 A
D.外電路電壓為1.20 V時，電流I′＝0.20 A
訓練3 圖甲為某電源的U－I圖線，圖乙為某小燈泡的U－I圖線的一部分，則下列說法中正確的是(　　)
A.電源的內阻為10 Ω
B.當小燈泡兩端的電壓為2.5 V時，它的電阻約為10 Ω
C.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡兩端的電壓約為1.3 V
D.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為0.3 W
隨堂對點自測
1.(電動勢和電池容量的理解)(多選)(2024·廣東惠州月考)如圖所示為一塊手機電池的背面印有的一些信息，下列說法正確的是(　　)
A.該電池的容量為500 mA·h，表示電池儲存能量的多少，mA·h為能量單位
B.該電池的電動勢為3.6 V
C.該電池在工作1小時后達到的電流為500 mA
D.若電池以10 mA的電流工作，可用50小時
2.(閉合電路的歐姆定律的理解)(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，此電路(　　)
A.短路電流為
B.短路電流為
C.正常工作時的電流為
D.正常工作時的電流為
3.(對電源U－I圖像的理解)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下列結論正確的是(　　)
A.電源的電動勢為6.0 V
B.電源的短路電流為0.5 A
C.電源的內阻為12 Ω
D.電流為0.3 A時外電阻是1.8 Ω
4.(閉合電路的歐姆定律的應用)如圖所示的電路中，當開關S接a點時，標有“4 V　8 W ” 的小燈泡L正常發(fā)光，當開關S接b點時，通過電阻R的電流為1 A，這時電阻R兩端的電壓為5 V。求：
(1)電阻R的阻值；
(2)電源的電動勢和內阻。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第二節(jié)　閉合電路的歐姆定律
知識點一
導學　提示　靜電力做負功，電勢能增加；電源還需提供電荷移動的動力。
知識梳理
1.(1)電源　(2)外部　(3)內部　(4)正極　負極　負極　正極
3.(1)電能　(2)其他形式的能　4.非靜電力　轉化為電能的裝置　5.(2)E＝　(3)伏特　(4)負極　正極　(5)非靜電力　無關　無關
[思考] 提示　(1)把5 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了7.5 J；非靜電力做功7.5 J；把2 C的正電荷從3.7 V手機電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了7.4 J；非靜電力做功7.4 J。
(2)不是。非靜電力對電荷做功多少與電荷的電量有關。若把帶相同電量的正電荷從電源的負極移到正極，做功越多，電荷獲得的電勢能越多，表明電源把其他形式的能轉化為電能的本領就越大；可以用非靜電力做的功與電量的比值來反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領。
[思考判斷] (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
例1 BC　[E＝是電動勢的定義式，電動勢與W、q沒有關系，它是由電源本身決定的，是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量。電動勢和電勢差盡管單位相同，但本質上是不相同的，故A、D錯誤，B、C正確。]
訓練1 B　[4.35 V為充電限制電壓，不是該電池的電動勢，故A錯誤；該電池充滿電后以100 mA的電流工作時，可連續(xù)工作t＝＝30 h，故B正確；11.4 W·h為電池的充電電能，不是該電池能提供的電量，故C錯誤；mA·h為電量的單位，所以3 000 mA·h表示該電池能提供的電量，故D錯誤。]
知識點二
導學　提示　(1)在外電路中沿電流方向電勢降低；在內電路中沿電流方向電勢升高。
(2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt
(3)E＝IR＋Ir或I＝
知識梳理
1.電動勢　電阻之和　2.　3.(1)Ir　(2)Ir
[思考] 提示　不相等，不成立
例2 (1)6 Ω　6 Ω　(2)5.6 V　0.5 Ω
解析　(1)當S斷開時R1＝＝6 Ω
當S閉合時R并＝＝3 Ω
根據并聯電阻的特點得R并＝
解得R2＝6 Ω
(2)當S斷開時，由歐姆定律得E＝I1(R3＋r)＋U1
當S閉合時E＝I2(R3＋r)＋U2，解得E＝5.6 V，r＝0.5 Ω。
訓練2 AC　[題圖所示電壓表測量的是可變電阻兩端的電壓，電流表測的是通過可變電阻R的電流，由歐姆定律有U＝IR，得I＝2 A，再由閉合電路歐姆定律有E＝U＋Ir，可得r＝1 Ω，故選項A、C正確，B、D錯誤。]
知識點三
導學
1.提示　外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V，電流分別為2.5 A、2 A、1 A。隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大，電流逐漸減小。
2.提示　由E＝U＋Ir得U＝E－Ir，則U－I圖像如圖所示。斜率的大小表示電源內阻，縱截距表示電源電動勢。
知識梳理
1.(1)E－Ir　2.(1)減小　減小　增大　(2)0　E　電源電動勢　　3.(1)E－Ir　(3)電動勢E　　(4)內阻
[思考]
1.提示　不可以。
2.提示　E1＝E2，r1＜r2。
例3 D　[根據E＝U＋Ir，可得U＝－Ir＋E，可知U－I圖像的縱軸截距表示電動勢，則有E＝1.40 V，U－I圖像的斜率絕對值表示內阻，則有r＝＝Ω＝1 Ω，故B錯誤；當外電路發(fā)生短路時，外電阻為0，則有I短＝＝ A＝1.4 A，故A、C錯誤；外電路電壓為1.20 V時，根據E＝U′＋I′r，可得I′＝＝ A＝0.20 A，故D正確。]
訓練3 C　[由圖甲，根據U＝E－Ir可得電動勢E＝4 V，內阻r＝＝ Ω＝7.5 Ω，故A錯誤；當小燈泡兩端的電壓為2.5 V時，它的電阻R＝＝ Ω＝5 Ω，故B錯誤；
把電源和小燈泡組成閉合回路，將甲、乙兩圖疊加到一起，如圖所示：兩U－I圖線的交點即小燈泡的電壓、電流，故U≈1.3 V，I≈0.36 A，所以，小燈泡的功率P＝UI＝1.3×0.36 W≈0.47 W，故C正確，D錯誤。]
隨堂對點自測
1.BD　[電池上的3.6 V表示電池的電動勢，500 mA·h表示電池的容量，mA·h是電量單位，故A錯誤，B正確，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h，電池的容量表示電池工作時能移動的電量的多少，故C錯誤，D正確。]
2.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；根據閉合電路的歐姆定律，知此電路正常工作時的電流為I＝，選項C錯誤，D正確。]
3.A　[電源的U－I圖像中縱截距代表電源電動勢，斜率的絕對值代表內阻，因此電源的電動勢為6.0 V，內阻r＝＝ Ω＝2 Ω，C錯誤，A正確；短路電流為I＝＝ A＝3 A，B錯誤；電流為0.3 A時的外電阻R＝－r＝18 Ω，D錯誤。]
4.(1)5 Ω　(2)6 V　1 Ω
解析　(1)當開關S接b點時，由歐姆定律得，電阻R的阻值為
R＝＝ Ω＝5 Ω。
(2)當開關S接a時，U1＝4 V，I1＝＝ A＝2 A
根據閉合電路的歐姆定律得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
聯立解得E＝6 V，r＝1 Ω。(共59張PPT)
第二節(jié)　閉合電路的歐姆定律
第四章　閉合電路
1.掌握電動勢的概念，知道電動勢等于內外電路電壓之和。2.了解內電路、外電路，理解內外電路的能量轉化。3.掌握閉合電路的歐姆定律并會進行有關計算。
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　閉合電路的歐姆定律
知識點一　對電源電動勢和內阻的理解
知識點三　路端電壓與負載的關系
知識點一　對電源電動勢和內阻的理解
電源是給電路提供電能的裝置。如圖所示，在電源內部，將正電荷從負極搬到正極，靜電力做正功還是負功，電勢能如何變化？除了靜電力，電荷在電源內部移動時，還受到其他作用力嗎？
提示　靜電力做負功，電勢能增加；電源還需提供電荷移動的動力。
1.電路
(1)閉合電路：用導線把______、用電器連成一個閉合電路。
(2)外電路和外阻：電源______的電路叫作外電路，外電路上的電阻稱為外電阻。
(3)內電路和內阻：電源______的電路叫作內電路，內電路上的電阻稱為內阻。
(4)電流方向：在外電路中，電流由電勢高的______流向電勢低的______；在內電路中，電流從電勢低的______流向電勢高的______。
2.非靜電力：電源提供的把正電荷由負極搬運到正極的力。
電源
外部
內部
正極
負極
負極
正極
3.內、外電路能量轉化關系
(1)在外電路中自由電荷在靜電力的作用下移動，靜電力做正功，正電荷從正極流向負極，______轉化為其他形式的能。
(2)在電源內部自由電荷在非靜電力的作用下移動，非靜電力做正功，把正電荷從負極搬動到正極，將__________________轉化為電能。
4.電源
從能量轉化的角度看，電源是通過____________做功將其他形式的能________________________。
電源內部由導體組成，因此也有電阻，這個電阻叫作電源的內阻。
電能
其他形式的能
非靜電力
轉化為電能的裝置
5.電動勢
(1)定義
非靜電力把正電荷在電源內部從負極移至正極所做的功與所移動的電量的比值，叫作電源的電動勢。
(2)公式：_________。
(3)單位：______，符號為V。
(4)物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領的大小。電動勢在數值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內部從______移送到______所做的功。
(5)電動勢由電源中____________的特性決定，跟電源的體積______，跟外電路也______(均選填“有關”或“無關”)。
伏特
負極
正極
非靜電力
無關
無關
6.電源的容量
(1)定義：電池放電時輸出的總電量。
(2)單位：“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)。
【思考】
日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源，如圖所示的干電池、手機電池，它們有的標有“1.5 V”字樣，有的標有“3.7 V”字樣。
(1)如果把5 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把2 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到正極呢？
(2)是不是非靜電力做功越多，電源把其他形式的能轉化為電能的本領就越大？如何描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領？
提示　(1)把5 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了7.5 J；非靜電力做功7.5 J；把2 C的正電荷從3.7 V手機電池的負極移到正極，該電荷的電勢能增加了7.4 J；非靜電力做功7.4 J。
(2)不是。非靜電力對電荷做功多少與電荷的電量有關。若把帶相同電量的正電荷從電源的負極移到正極，做功越多，電荷獲得的電勢能越多，表明電源把其他形式的能轉化為電能的本領就越大；可以用非靜電力做的功與電量的比值來反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領。
【思考判斷】
×
√
√
×
×
BC
例1 (多選)(2024·廣東梅州市高二期末)關于電動勢E的說法正確的是(　　)
A.電動勢E的大小，與非靜電力所做的功W的大小成正比，與移送電量q的大小成反比
B.電動勢E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關
C.電動勢E是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量
D.電動勢E的單位與電勢差的單位相同，故兩者在本質上相同
電動勢E在數值上與回路的總電壓相等、與初中學的U不一樣，U是外電阻的總電壓，E等內阻和外阻的電壓總和。
電動勢就表示了電源把其他能轉化為電能本領的物理量，具體是搬運1 C電荷時，非靜電力做功的大小。　　　　
B
訓練1 (2024·佛山一中高二月考)如圖是某智能手機電池上的信息，支持低壓大電流充電，則(　　)
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h)
GB/T 18 287－2 000
鋰聚合物電池/Li－Polymer Battery
充電限制電壓：4.35 V
A.4.35 V表示該電池的電動勢
B.該電池充滿電后以100 mA的電流工作時，可連續(xù)工作30小時
C.11.4 W·h表示該電池能提供的電量
D.3 000 mA·h表示該電池能提供的電能
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h)
GB/T 18 287－2 000
鋰聚合物電池/Li－Polymer Battery
充電限制電壓：4.35 V
知識點二　閉合電路的歐姆定律
如圖為一閉合電路，閉合開關后
(1)在外電路和內電路中，沿電流方向的各點的電勢如何變化？
(2)若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內非靜電力做功多少？內、外電路中產生的焦耳熱分別為多少？根據能量守恒定律，它們之間有怎樣的關系？
(3)閉合電路的電流I與電動勢E、外電阻R和內阻r的關系怎樣？
提示　(1)在外電路中沿電流方向電勢降低；在內電路中沿電流方向電勢升高。
(2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt
1.內容：閉合電路中的電流與電源的_________成正比，與內、外電路的____________成反比。
電動勢
電阻之和
2.表達式：I＝_________。
3.另外兩種表達形式：(1)E＝U外＋______；
(2)E＝IR＋______。
Ir
Ir
4.內、外電路中的電勢及能量變化
在外電路，沿電流方向電勢降低，電勢能轉化為其他形式的能；在內電路，沿電流方向電勢升高，其他形式的能轉化為電勢能。
【思考】
提示　不相等，不成立
例2 (2024·廣東清遠高二期末)如圖所示，R3＝0.5 Ω，S斷開時，兩表讀數分別為0.8 A和4.8 V，S閉合時，它們的讀數分別變?yōu)?.4 A和4.2 V。兩表均視為理想電表，求：
(1)R1、R2的阻值；
(2)電源的電動勢和內阻。
解得R2＝6 Ω
(2)當S斷開時，由歐姆定律得E＝I1(R3＋r)＋U1
當S閉合時E＝I2(R3＋r)＋U2
解得E＝5.6 V，r＝0.5 Ω。
答案　(1)6 Ω　6 Ω　(2)5.6 V　0.5 Ω
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)部分電路的歐姆定律應用于某部分電路，閉合電路的歐姆定律應用于全電路，研究對象不同，應加以區(qū)分。
(3)開關斷開、閉合對應于電路的兩種形式，可列兩個方程，要加強方程的思想。　　　　
AC
訓練2 (多選)如圖所示，當可變電阻R＝2 Ω時，理想電壓表的示數U＝4 V，已知電源的電動勢E＝6 V，則(　　)
A.此時理想電流表的示數是2 A
B.此時理想電流表的示數是3 A
C.電源的內阻是1 Ω
D.電源的內阻是2 Ω
解析　題圖所示電壓表測量的是可變電阻兩端的電壓，電流表測的是通過可變電阻R的電流，由歐姆定律有U＝IR，得I＝2 A，再由閉合電路歐姆定律有E＝U＋Ir，可得r＝1 Ω，故選項A、C正確，B、D錯誤。
知識點三　路端電壓與負載的關系
1.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝10 V，內電阻r＝1 Ω，試求當外電阻分別是3 Ω、4 Ω、9 Ω時所對應的路端電壓及電路中的電流。通過數據計算，你發(fā)現了怎樣的規(guī)律？
提示　外電壓分別為7.5 V、8 V、9 V，電流分別為2.5 A、2 A、1 A。隨著外電阻的增大，路端電壓逐漸增大，電流逐漸減小。
2.根據路端電壓與電流的函數關系式，分析U－I關系圖像的斜率大小及縱截距的物理意義。
提示　由E＝U＋Ir得U＝E－Ir，則U－I圖像如圖所示。斜率的大小表示電源內阻，縱截距表示電源電動勢。
1.路端電壓與負載
(1)路端電壓U：外電路電壓。它是外電路上總的電勢降落。表達式U＝____________。
(2)負載R：電路中消耗電能的用電器稱為負載。
E－Ir
2.路端電壓與負載的關系
減小
減小
增大
0
E
電源電動勢
3.電源的U－I圖像
(1)函數表達式：U＝____________。
(2)U－I圖線是一條傾斜的直線，如圖所示。
(3)縱軸上的截距：表示電源的____________；
E－Ir　
電動勢E
橫軸上的截距：表示電源的短路電流，I短＝___。
內阻
【思考】
1.可以用導線將電源兩端直接連接在一起嗎？
提示　不可以。
2.比較圖像1和2，說明E1和E2、r1和r2的大小關系？
提示　E1＝E2，r1＜r2。
D
例3 (2024·廣東佛山高二期末)測量電池電動勢和內電阻，根據測得的數據作出了 U－I圖線，由圖可知(　　)
A.電流為0.4 A時，外電路電阻為0
B.電池內阻的測量值為3.50 Ω
C.外電路發(fā)生短路時的電流為0.40 A
D.外電路電壓為1.20 V時，電流I′＝0.20 A
C
訓練3 圖甲為某電源的U－I圖線，圖乙為某小燈泡的U－I圖線的一部分，則下列說法中正確的是(　　)
A.電源的內阻為10 Ω
B.當小燈泡兩端的電壓為2.5 V時，它的電阻約為10 Ω
C.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡兩端的電壓約為1.3 V
D.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為0.3 W
把電源和小燈泡組成閉合回路，將甲、乙兩圖疊加到一起，如圖所示：兩U－I圖線的交點即小燈泡的電壓、電流，故U≈1.3 V，I≈0.36 A，所以，小燈泡的功率P＝UI＝1.3×0.36 W≈0.47 W，故C正確，D錯誤。
隨堂對點自測
2
BD
1.(電動勢和電池容量的理解)(多選)(2024·廣東惠州月考)如圖所示為一塊手機電池的背面印有的一些信息，下列說法正確的是(　　)
A.該電池的容量為500 mA·h，表示電池儲存能量的多少，mA·h為能量單位
B.該電池的電動勢為3.6 V
C.該電池在工作1小時后達到的電流為500 mA
D.若電池以10 mA的電流工作，可用50小時
解析　電池上的3.6 V表示電池的電動勢，500 mA·h表示電池的容量，mA·h是電量單位，故A錯誤，B正確，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h，電池的容量表示電池工作時能移動的電量的多少，故C錯誤，D正確。
BD
2.(閉合電路的歐姆定律的理解)(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，此電路(　　)
A
3.(對電源U－I圖像的理解)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下列結論正確的是(　　)
A.電源的電動勢為6.0 V B.電源的短路電流為0.5 A
C.電源的內阻為12 Ω D.電流為0.3 A時外電阻是1.8 Ω
4.(閉合電路的歐姆定律的應用)如圖所示的電路中，當開關S接a點時，標有“4 V　8 W ” 的小燈泡L正常發(fā)光，當開關S接b點時，通過電阻R的電流為1 A，這時電阻R兩端的電壓為5 V。求：
(1)電阻R的阻值；
(2)電源的電動勢和內阻。
答案　(1)5 Ω　(2)6 V　1 Ω
根據閉合電路的歐姆定律得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
聯立解得E＝6 V，r＝1 Ω。
課后鞏固訓練
3
CD
A.E與W成正比 B.E與q成反比
C.E的大小與W、q無關 D.W表示非靜電力做的功
對點題組練
題組一　對電源電動勢和內阻的理解
CD
2.(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的電能就越多
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
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小于電源電動勢，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的電能就越多，故B錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能量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。
D
3.(2024·廣東中山高二期末)用國際單位制的基本單位表示電動勢的單位，下列選項正確的是(　　)
A.A·Ω B.J/C C.N·m/C D.kg·m2/(A·s3)
A
題組二　閉合電路的歐姆定律
4.如圖所示的電路中，電阻R＝2.0 Ω，電源的電動勢E＝6.0 V，內電阻r＝1.0 Ω。閉合開關S后，電阻R兩端的電壓為(　　)
A.4.0 V B.2.0 V
C.1.5 V D.1.0 V
AC
5.(多選)(2024·廣州一中月考)如圖所示，當可變電阻為R＝2 Ω時，理想電壓表的示數U＝4 V，已知電源的電動勢E＝6 V，則(　　)
A.此時理想電流表的示數是2 A B.此時理想電流表的示數是3 A
C.電源的內阻是1 Ω D.電源的內阻是2 Ω
A
6.如圖所示的電路中，電阻R＝2 Ω。斷開S后，理想電壓表的讀數為3 V；閉合S后，電壓表的讀數為2 V，則電源的內阻r為(　　)
A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω
A
題組三　路端電壓與負載的關系
7.兩個電池的U－I圖像如圖所示，從圖像中可以看出(　　)
A.電池a的電動勢較大，內阻較大
B.電池a的電動勢較小，內阻較小
C.電池b的電動勢較小，內阻較大
D.電池b的電動勢較大，內阻較小
解析　根據閉合電路的歐姆定律知U＝E－Ir，故U－I圖像中圖像與縱軸的交點等于電源的電動勢，由題圖可知，a的電動勢較大，圖像斜率的絕對值表示電源的內阻，a的斜率的絕對值較大，故a的內阻較大，故A正確，B、C、D錯誤。
AD
8.(多選)如圖所示為某一電源的U－I曲線，由圖可知(　　)
BD
9.(多選)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
B
10.(2024·龍巖市高二期末)物理老師在課堂上做了一個演示實驗，電路如圖所示，當電路中點亮的電燈數量逐漸增多時，已點亮的電燈亮度卻逐漸變暗。對這一現象的解釋，下列說法正確的是(　　)
A.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓保持不變
B.外電路的總電阻逐漸變小，電燈兩端的電壓逐漸變小
C.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變小
D.外電路的總電阻逐漸變大，電燈兩端的電壓逐漸變大
BC
綜合提升練
11.(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為3.2 V，電阻R的阻值為30 Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0 V，額定電流為1.5 A。當開關S接位置1時，理想電壓表的讀數為3 V，假如小燈泡電阻阻值不變，下列說法正確的是(　　)
A.電源的內阻為4 Ω
B.小燈泡的電阻為2 Ω
C.當開關S接到位置2時，小燈泡不能正常發(fā)光
D.當開關S接到位置2時，小燈泡兩端的電壓為3 V
AB
12.(多選)在如圖所示的電路中，電源電動勢E和內阻r均為定值，當外電路電阻R發(fā)生變化時，電路中電流I、路端電壓U、內電壓U′都將隨之發(fā)生變化。下列圖像能正確表示其變化規(guī)律的是(　　)
根據①式可知，I隨R的增大單調遞減，但不是線性變化，故A正確；根據②式結合數學知識可知B正確，D錯誤；根據③式可知C錯誤。
培優(yōu)加強練
13.如圖所示的電路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S閉合時，電壓表V的示數為11.4 V，電流表A的示數為0.2 A，S斷開時，電流表A的示數為0.3 A，電壓表和電流表均為理想電表。求：
(1)電阻R3；
(2)電源電動勢E和內阻r。
答案　(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω
解析　(1)S閉合時，R2兩端電壓U2＝I2R2＝6 V
所以R1兩端電壓為U1＝U－U2＝5.4 V
流過電阻R3的電流
I3＝I1－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A
(2)由閉合電路歐姆定律
當開關閉合時E＝U＋I1r
當開關斷開時E＝I′(R1＋R2＋r)
解得E＝12 V，r＝1 Ω。

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