第十九讲 闭合电路的欧姆定律-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（粤教版）

第十九讲 闭合电路的欧姆定律 【学习目标】 1.理解电动势的概念，知道电动势是描述非静电力做功本领的物理量. 2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和. 3.理解闭合电路的欧姆定律，掌握其表达式. 4.会分析路端电压与负载的关系． 【基础知识】 一、闭合电路 1．闭合电路的组成 (1)外电路，其电阻称为外电阻． (2)内电路，其电阻称为内电阻． 2．电流方向 (1)在外电路中，电流由电势高的正极流向电势低的负极． (2)在内电路中，电流由电势低的负极流向电势高的正极． 二、电动势 1．非静电力：电源提供的把正电荷由负极搬运到正极的力． 2．电源：通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电能的装置． 3．电动势： (1)概念：电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能的本领的物理量． (2)定义式：E＝eq \f(W,q). (3)单位：与电势、电压的单位相同，都是伏特，符号为V. (4)电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压． 三、研究闭合电路欧姆定律 1．内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比． 2．表达式：I＝eq \f(E,R＋r). 3．另外两种表达形式：(1)E＝U外＋U内；(2)E＝IR＋Ir. 4．内、外电路中的电势变化 如图1所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高． 图1 5．闭合电路欧姆定律的几种表达形式 (1)I＝eq \f(E,R＋r)、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路． (2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路． 四、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir. 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R增大时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流I减小，内电压U内＝Ir逐渐减小，路端电压U＝E－Ir增大． (2)当外电阻R减小时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流I增大，内电压U内＝Ir逐渐增大，路端电压U＝E－Ir减小． 3．外电阻的两类变化引起的相应变化 (1) 说明：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时的路端电压． (2) 说明：由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不能把电源两极直接相连接． 4．电源的U－I图像 (1)函数表达式：U＝E－Ir. (2)电源的U－I图线是一条倾斜的直线，如图2所示． 图2 (3)当外电路断路时(即R→∞，I＝0)：纵轴上的截距表示电源的电动势E； 当外电路短路时(R＝0，U＝0)：横轴上的截距表示电源的短路电流I短＝eq \f(E,r).(条件：横、纵坐标均从0开始) (4)图线的斜率：其绝对值为电源的内电阻，即r＝eq \f(E,I短)＝|eq \f(ΔU,ΔI)|. 【考点剖析】 考点一：闭合电路 例1．如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　） A．两个电阻的电功率相等 B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C．R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 考点二：电动势 例2．关于电源电动势E的下列说法中正确的是（　　） A．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移动到正极时，非静电力所做的功 B．由电动势 可知，电源内非静电力做功越多，电动势越大 C．电动势E的单位与电势差的单位相同，都是伏特，所以电势差就是电动势 D．电源的电动势与外电路结构有关，外电路变化，通常电动势也要变化 考点三：研究闭合电路欧姆定律 例3．如图所示是研究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。则（　　） A．电压传感器1测得的是外电压 B．电压传感器2测得的是电动势 C．移动挡板，减小内阻，传感器1的读数增加 D．变阻器R阻值增大时传感器2的读数增加 考点四：路端电压与负载的关系 例4．下列关于闭合电路的说法中，错误的是（ ） A．电源短路时，电源的内电压等于电动势 B．电源短路时，路端电压为零 C．电源断路时，路端电压最大 D．电源的负载增加时，路端电压增大 【真题演练】 1．图甲表示某金属丝的电阻 随摄氏温度 变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　） A． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系 B． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线