专题2.7 闭合电路的欧姆定律-学易试题君之同步课堂帮帮帮2019-2020学年高二物理人教版（选修3-1）

第二章 恒定电流 第7节 闭合电路的欧姆定律 一、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的组成 （1）外电路： 的电路，在外电路中，沿电流方向电势 。 （2）内电路： 的电路，在内电路中，沿电流方向电势 。 2．闭合电路中的能量转化 如图所示，在电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt= 。 3．闭合电路的欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。 （2）公式： 。 （3）适用范围： 电路。 （4）常用的变形公式及适用范围：E= 或U= 。 二、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 （1）公式：U= 。 （2）图象（U–I图象）：如图所示，是一条倾斜的 ，该图线与纵轴交点的纵坐标表示 ，斜率的绝对值表示 。 2．路端电压随外电阻的规律变化 （1）外电阻R增大时，电流I ，外电压U ，当R增大到无限大（断路）时，I= ，U= 。 （2）外电阻R减小时，电流I ，外电压U ，当R减小到零时， ，U= 。 电源外部 降低 电源内部 升高 I2Rt+I2rt 正比 反比 纯电阻 U外+U内 E–Ir E–Ir 直线 电动势 内阻 减小 增大 0 E 增大 减小 0 一、电路动态分析的基本思路和基本步骤 1．电路分析的基本思路：局部→整体→局部。 2．电路分析的基本步骤 （1）明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压。 （2）由局部电路中电阻的变化确定外电路总电阻的变化。 （3）根据 判断闭合电路中总电流的变化情况。 （4）根据U=E–Ir判断闭合电路中总电路的变化情况。 （5）根据串、并联电路的特点判断局部的电流或电压的变化。 【例题1】如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中 A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 参考答案：A 试题解析：变阻器R0的滑片向下滑动，则R0连入电路的有效电阻减小，则R总减小，由 可知I增大，由U内=Ir可知U内增大，由E=U内+U外可知U外减小，故电压表示数减小。由U1=IR1可知U1增大，由U外=U1+U2可知U2减小，由 可知电流表示数变小，故A正确。 归纳总结： （1）理想电流表可以认为是短路，理想电压表可以认为是断路。 （2）含电容器的支路电压稳定时可认为是断路，电容器两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压。 二、闭合电路功率随外电阻R的变化关系 电源的输出功率： 。 由上式可以看出： 1．当R=r时，电源的输出功率最大， ，此时电源效率 。 2．当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。 3．当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。 4．当 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2=r2。 5．P出与R的关系如图所示。 注意：1．电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是通过它的电流最大的时候。 2．判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻。 【例题2】（2018·江苏省苏州市高三第一次模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图象（电池电动势不变，内阻不是定值），图线b是某电阻R的U–I图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是 A．硅光电池的内阻为8 Ω B．硅光电池的总功率为0.4 W C．硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32 W D．若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大 参考答案：AC 试题解析：由图可知该电池的电源电动势为3.6 V，由 可知内电压为1.6 V，硅光电池的内阻为 ，故A正确；硅光电池的总功率为 ，故B错误；硅光电池的内阻消耗的热功率为 ，故C正确；若将R换成阻值更大的电阻，电路中电阻两端的电压变大，但电流变小，硅光电池的输出功率不一定增大，故D错误。 1．有一电池，外电路断开时的路端电压为3.0 V，外电路接上阻值为8.0 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以确定