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(共53張PPT)
第2節(jié)
閉合電路的歐姆定律及其應(yīng)用
一、電源的特征量(電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻)
電能
1.電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的裝置.
2.電動(dòng)勢(shì)：等于外電路斷開時(shí)_______兩端的電壓.電動(dòng)勢(shì)用 E
表示，單位是伏特(V).
電源
(1)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的本
領(lǐng)大小的物理量.
電能
(2)大小：數(shù)值上等于非靜電力移送 1 C 正電荷在電源內(nèi)從負(fù)
極至正極所做的________.
功
3.電源的內(nèi)阻：電源內(nèi)部電路的電阻.電源向外供電時(shí)，電源
內(nèi)部也有電流流過(guò)，內(nèi)部電流通過(guò)內(nèi)阻時(shí)要產(chǎn)生熱量，內(nèi)部電阻
消耗電能，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別及聯(lián)系
(1)電源電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，只與電源有關(guān)，與
外電路的狀況無(wú)關(guān)；電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)和
電路參數(shù)有關(guān).
(2)電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本
領(lǐng)；電壓的大小表示電場(chǎng)力在電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間移動(dòng) 1 C 正電荷做
的功，是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
(3)兩者之間的聯(lián)系：電路閉合時(shí)，E＝U內(nèi)＋U外；電路斷開時(shí)，
E＝U外.
二、閉合電路的歐姆定律
正比
反比
1.內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_______，跟內(nèi)、
外電路的電阻之和成________.
2.公式：I＝
E
R＋r
(只適用于純電阻電路)；E＝U內(nèi)＋U外也可以
寫成 U外＝E－Ir(適用于任何電路).
3.路端電壓與外電阻的關(guān)系：
增大
E
E
r
【基礎(chǔ)自測(cè)】
1.判斷下列題目的正誤.
)
(1)當(dāng)電源兩端短路時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì).(
(2)電源非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大.(
(3)閉合電路中外電阻越大，其路端電壓越大.(
)
)
(4)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大.(
)
(5)電源的輸出功率越大，電源的效率就越高.(
)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2.一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開路電壓(電動(dòng)勢(shì))為 800 mV，
短路電流為 40 mA，若將該電池板與一阻值為 60 Ω的電阻器連成
一閉合電路，則它的路端電壓是(
)
A.0.10 V
B.0.20 V
C.0.40 V
D.0.60 V
答案：D
3.(2022 年上海二模)如圖，甲、乙電路中電源完全相同，外
電阻 R1 的阻值大于 R2.在外電阻 R1、R2 通過(guò)相同電荷量的過(guò)程
中，甲、乙電路中電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱量分別為 Q甲、Q乙，外電阻
)
乙
R1、R2 上產(chǎn)生的熱量分別為 Q1、Q2，則(
甲
A.Q甲＝Q乙 B.Q甲＞Q乙 C.Q1＝Q2 D.Q1＞Q2
答案：D
4.(多選)如圖，將一額定電壓約 1.5 V、額定電流約 10 mA的
LED 燈接在總電動(dòng)勢(shì)約 2.5 V 的自制檸檬電池組兩端，LED 燈
正常發(fā)光，則(
)
A.檸檬電池組的內(nèi)電阻約為 100 Ω
B.檸檬電池組的內(nèi)電阻約為 1000 Ω
0.5 W”的小燈
0.5 W”的小燈
C. 如果在電路中給 LED 燈串聯(lián)一只“1 V
泡，兩燈都不發(fā)光
D. 如果在電路中給 LED 燈串聯(lián)一只“1 V
泡，LED 燈亮度幾乎不變
答案：AD
熱點(diǎn) 1 閉合電路的功率及效率
[熱點(diǎn)歸納]
(續(xù)表)
【典題 1】(多選，2023 年山東威海月考)如圖甲所示，電
源電動(dòng)勢(shì) E＝6 V，內(nèi)阻為 r，閉合開關(guān) S，滑動(dòng)變阻器的滑片 P
從 A 端滑至 B 端的過(guò)程中，電路中的一些物理量的變化規(guī)律如圖
乙、丙、丁所示.圖乙描述電源的輸出功率隨端電壓的變化規(guī)律，
圖丙描述路端電壓隨電流的變化規(guī)律，圖丙描述電源的效率隨外
電阻的變化規(guī)律，電表、導(dǎo)線對(duì)電路的影響不計(jì).則下列說(shuō)法正確
的是(
)
甲
乙
丙
丁
A.電源的內(nèi)阻 r 為 2 Ω
B.滑動(dòng)變阻器最大阻值 6 Ω
C.圖乙上 b 點(diǎn)的坐標(biāo)(3 V，4.5 W)
D.圖丙上 a 點(diǎn)的坐標(biāo)(0.6 A，4.8 V)
解析：由題圖丙可知，當(dāng)路端電壓為 0 時(shí)，電路中的電流為
解得 U＝3 V，故圖乙上 b 點(diǎn)的坐標(biāo)為(3 V，4.5 W)，C正確;路端電
壓 U＝E－Ir，當(dāng)電流 I 最小時(shí)，即滑動(dòng)變阻器的阻值全部接入電
路時(shí)，路端電壓最大，由閉合電路歐姆定律得 I＝
E
Rm＋r
＝0.6 A，
路端電壓 U＝4.8 V，圖丙上 a 點(diǎn)的坐標(biāo)為(0.6 A，4.8 V)，D 正確.
答案：ACD
【遷移拓展 1】如圖甲所示，R 為電阻箱，A 為理想電流表，
電源的電動(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)阻為 r.圖乙為電源的輸出功率 P 與電流表
示數(shù) I 的關(guān)系圖像，其中功率 P0 分別對(duì)應(yīng)電流 I1、I2，外電路電
乙
阻 R1、R2.下列關(guān)系式中正確的是(　　)
甲
解析：由閉合電路歐姆定律得 U＝E－Ir，輸出功率為 P＝UI
代入整理可得 R1R2＝r2，CD 錯(cuò)誤.
答案：B
圖像類型 電源 U-I 圖像 電阻 U-I 圖像
圖像
物理意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系
熱點(diǎn) 2 兩類 U-I 圖像的比較與應(yīng)用
[熱點(diǎn)歸納]
兩種圖像的比較.
圖像類型 電源 U-I 圖像 電阻 U-I 圖像
截距 與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)
勢(shì) E，與橫軸交點(diǎn)表示電源
E
短路電流 I短＝
r 過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒
有電壓時(shí)電流為零
坐標(biāo) U、I
的乘積 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率
(續(xù)表)
圖像類型 電源 U-I 圖像 電阻 U-I 圖像
坐標(biāo)U、I
的比值 表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同 每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等
大，表示此電阻的大小
斜率
(絕對(duì)值) 電源電阻r 外電阻大小
(續(xù)表)
B.電源內(nèi)電阻為 Ω
【典題 2】如圖所示為某一電源的 U-I 圖線，由圖可知
(
)
A.電源電動(dòng)勢(shì)為 2 V
C.電源短路時(shí)電流為 6 A
D.電路路端電壓為 1 V 時(shí)，電路中電流為 2.5 A
解析：根據(jù) U＝E－Ir，并結(jié)合圖像知，當(dāng) I＝0 時(shí)，E＝2 V，
A 正確；該 U I 圖線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)電阻的大小 r＝
答案：A
思路導(dǎo)引
從圖像上直接讀出電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)直線斜率計(jì)算電
源內(nèi)阻，應(yīng)用閉合電路歐姆定律判斷 C、D 選項(xiàng).
【遷移拓展 2】(多選)如圖甲為某電源的 U-I 圖線，圖乙
為某小燈泡的 U-I 圖線，則下列說(shuō)法中正確的是(
)
甲
乙
A.電源的內(nèi)阻為 5 Ω
B.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為 0.3 W
C.小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小
D.把電源和小燈泡組成閉合回路，電路的總功率約為 0.9 W
泡組成閉合回路，在題圖乙中作該電源對(duì)應(yīng)的U-I圖像，如圖所示.
解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律變形 U＝E－Ir 可得圖像與縱軸
的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，圖像斜率的大小表示內(nèi)阻，根據(jù)題圖甲電動(dòng)
乙圖可知電流越大，小燈泡功率越大，根據(jù)歐姆定律變形R＝ 可
回路中的總功率 P總＝EI＝1.5×0.6 W＝0.9 W，B、D 正確;根據(jù)題
U
I
知圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻，所以小燈泡的電阻隨著
功率的增大而增大，C 錯(cuò)誤.
答案：BD
兩 U-I 曲線的交點(diǎn)即小燈泡的電壓、電流，根據(jù)圖像可得
U≈0.5 V，I≈0.6 A，所以小燈泡的功率 P＝UI＝0.5×0.6 W≈0.3 W，
熱點(diǎn) 3 電路故障分析
[熱點(diǎn)歸納]
1.故障特點(diǎn).
(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為電路中的兩點(diǎn)間電壓不為零而電流為零，
并且這兩點(diǎn)與電源的連接部分沒有斷點(diǎn).
(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電
路但其兩端電壓為零.
2.檢查方法.
(1)電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)明可能在并聯(lián)路
段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路.
(2)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處是斷路，當(dāng)測(cè)量
值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處是短路.在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一
定要切斷電源.
(3)電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部
分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置.在
運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，要注意電流表的極性和量程.
(4)假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部
分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行
推理.
【典題 3】如圖所示是某物理小組的同學(xué)研究串聯(lián)電路中
電流、電壓特點(diǎn)的實(shí)物連接圖，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，燈 L1 亮，燈 L2
)
不亮，電流表和電壓表均有讀數(shù)，則故障原因可能是(
A.L1 斷路
B.L1 短路
C.L2 斷路
D.L2 短路
答案：D
思路導(dǎo)引
假設(shè)某選項(xiàng)正確，結(jié)合閉合電路歐姆定律，與題
干中給出的現(xiàn)象對(duì)比，有一處不符合即排除，完全符合的為正確
選項(xiàng).
【遷移拓展 3】如圖所示的電路中，電源的
電動(dòng)勢(shì)為 6 V，當(dāng)開關(guān) S 閉合后，燈泡 L1 和L2
都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓分別為Uab
)
＝6 V，Uad＝0 V，Ucd＝6 V，由此可斷定(
A.L1 和 L2 的燈絲都燒斷了
B.L1 的燈絲燒斷了
C.L2 的燈絲燒斷了
D.滑動(dòng)變阻器 R 斷路
答案：C
熱點(diǎn) 4 含容電路
[熱點(diǎn)歸納]
1.電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所
處的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)
位置補(bǔ)上.
2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)
的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低
電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢(shì)體.電容器的電壓為與
之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.
3.電容器所帶電荷量的變化的計(jì)算：
(1)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的
電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差.
(2)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的
電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和.
【典題 4 】(多選)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝
3 V，內(nèi)電阻 r＝1 Ω，定值電阻 R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，電容器的
)
電容 C＝100 μF.則下列說(shuō)法正確的是(
A.閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為 1.5 V
B.閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為 3.0×10-4 C
C.閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后電容器極板 a 所帶電荷量為 1.5×
10-4 C
D.先閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān) S，通過(guò)電阻 R1 的電
荷量為 3.0×10-4 C
＝0.5 A，
解析：閉合開關(guān) S 時(shí)，電路穩(wěn)定后電流 I＝
E
R1＋R2＋r
電容器兩端的電壓為 U＝IR1＝1.5 V， A 正確;電路穩(wěn)定后電容
器的電荷量 Q＝CU＝ 100×10-6×1.5 C＝1.5×10-4 C， B 錯(cuò)誤，
C 正確;先閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān) S，電容器通過(guò)電阻
R1 放電，通過(guò)電阻 R1 的電荷量為 1.5×10-4 C， D 錯(cuò)誤.
答案：AC
思路導(dǎo)引
閉合開關(guān) S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為 R1
兩端的電壓，由 Q＝CU 可得電容器電荷量，開關(guān)斷開后，電容器
放電，全部電荷量均通過(guò) R1.
【遷移拓展 4】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì) E＝12 V，內(nèi)阻
不計(jì)，電阻 R1 ＝R2 ＝R3 ＝6 Ω，R4 ＝12 Ω，電容器的電容 C＝
10 μF，電容器中有一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).若在工作的過(guò)程
中，電阻 R2 突然發(fā)生斷路，電流表可看作是理想電表.則下列判斷
正確的是(
)
A.R2 發(fā)生斷路前 UAB＝2 V
B.變化過(guò)程中流過(guò)電流表的電流方向由下到上
C.R2 發(fā)生斷路后原來(lái)靜止的帶電微粒向下加速的加速度為 3g
D.從電阻 R2 斷路到電路穩(wěn)定的過(guò)程中，流經(jīng)電流表的電量為
8×10-5 C
解析：R2 發(fā)生斷路前，U1＝U2＝6 V，U4 ＝8 V，UAB＝φA－
φB＝－2 V， A 錯(cuò)誤;R2 發(fā)生斷路前，UAB＝－2 V，電容器上極板
帶負(fù)電，下極板帶正電，R2 發(fā)生斷路后，UAB′＝U3′＝4 V，電容
器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則在變化過(guò)程中，通過(guò)電流表
的電流由上向下， B 錯(cuò)誤;R2 發(fā)生斷路前，帶電微粒靜止，受到
向下的重力與向上的電場(chǎng)力作用，且電場(chǎng)力大小等于重力 F＝mg.
R2 發(fā)生斷路后，帶電微粒受到的電場(chǎng)力向下，由于 R2 發(fā)生斷路后
兩極板間的電壓是 R2 發(fā)生斷路前電壓的二倍，則 R2 發(fā)生斷路后微
粒受到的電場(chǎng)力是原來(lái)電場(chǎng)力的二倍，為 2F＝2mg，則 R2 發(fā)生斷
路后，微粒受到的合力為 3mg，方向向下，由牛頓第二定律可知，
微粒的加速度為 3g，方向向下， C 正確;從電阻 R2 斷路到電路穩(wěn)
定過(guò)程中，流經(jīng)電流表的電量ΔQ＝Q′－Q＝CUAB′－CUAB＝C(UAB′－
UAB)＝10×10-6 F×[4 V－(－2 V)]＝6×10-5 C， D 錯(cuò)誤.
答案：C
閉合電路的動(dòng)態(tài)分析法
1.閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法.
(1)程序法.
(2)“串反并同”結(jié)論法.
(3)極限法.
對(duì)因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將滑動(dòng)變
阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零，再去
討論.
(4)特殊值法.
對(duì)有些復(fù)雜難以直接判斷的問(wèn)題，可采用特殊值代入幫助
分析.
【典題 5】(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化
電路如圖所示.當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān) S 閉合，電機(jī)工作，車燈突然
變暗，此時(shí)(　　)
A.車燈的電流變小
C.電路的總電流變小
B.路端電壓變小
D.電源的總功率變大
解析：開關(guān)閉合時(shí)，車燈變暗，故流過(guò)車燈的電流 I燈變小，
A 正確;電路的路端電壓為 U路＝U燈＝I燈 R燈，I燈變小，路端電
干路電流增大， C 錯(cuò)誤;電源總功率為 P總＝EI干，I干增大，總功
率變大， D 正確.
答案：ABD
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律 I總＝
方法技巧 電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟
(1)明確局部電路變化時(shí)所引起的局部電路電阻的變化.
(2)根據(jù)局部電路電阻的變化，確定電路的外電阻 R外總?cè)绾?br/>變化.
E
R外總＋r
，確定電路的總電流如
何變化.
(4)由 U內(nèi)＝I總 r 確定電源的內(nèi)電壓如何變化.
(5)由 U＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化.
(6)確定支路兩端的電壓及通過(guò)各支路的電流如何變化.
【觸類旁通】如圖所示，燈泡 A、B 都能正常發(fā)光，
后來(lái)由于電路中某個(gè)電阻發(fā)生斷路，致使燈泡 A 比原來(lái)亮一些，
)
B 比原來(lái)暗一些，則斷路的電阻是(
A.R1
B.R3
C.R2
D.R4
解析：電阻 R1 單獨(dú)在一個(gè)支路上，斷路后使并聯(lián)電路的電
阻值變大，使燈泡所在的并聯(lián)電路兩端的電壓變大，兩個(gè)燈泡
的亮度都變亮，A 錯(cuò)誤;電阻 R3 與燈泡 B 是并聯(lián)的，如果 R3 斷
路，此處只有燈泡 B 一個(gè)電阻，根據(jù)并聯(lián)電路總電阻與分電阻的
關(guān)系，此處電阻相當(dāng)于增大，所以燈泡B兩端電壓增大，由 P＝
U2
R
知功率變大，燈泡 B 變亮，B錯(cuò)誤;電阻 R2 與燈泡 A 是并聯(lián)的，
如果 R2 斷路，此處只有燈泡 A 一個(gè)電阻，根據(jù)并聯(lián)電路總
電阻與分電阻的關(guān)系，此處電阻相當(dāng)于增大，所以燈泡 A 兩端電
壓增大，燈泡 B 兩端電壓降低，由 P＝
U2
R
知，燈泡 A 功率變大，
亮度變亮，燈泡 B 功率變小，亮度變暗，C 正確;電阻 R4 在干路
上，如果 R4 斷路，則整個(gè)電路沒有電流，燈泡都不發(fā)光，D錯(cuò)誤.
答案：C

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