4.1～4.2 常见的电路元器件、闭合电路的欧姆定律-2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）

4.1 常见的电路元器件 4.2 闭合电路的欧姆定律 考点精讲 考点1：对电动势的理解 1．对电动势的理解 电动势的大小由电源自身的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。不同电源的电动势一般不同。 2．电源电动势与电势差的区别和联系 电势差 电动势 意义 表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领大小 表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小 定义 UAB＝，数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功 E＝，数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功 单位 伏特(V) 伏特(V) 正负含义 电流流过电阻，电势降落，沿电流方向为正，逆电流方向为负 一般地，在中学E取正值，不讨论负电动势问题 决定因素 由电源及导体的电阻和连接方式决定 仅由电源本身决定 测量方法 将电压表并联在被测电路两端 将内阻很大的电压表并联于电源两端，且外电路断开 3.电池的串联 n个完全相同的电池串联时，总电动势：E总＝nE，总内阻：r总＝nr。 【例1】　将电动势为3 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V。当电路中有6 C的电荷流过时，求： （1）有多少其他形式的能转化为电能； （2）外电路中有多少电能转化为其他形式的能； （3）内电路中有多少电能转化为其他形式的能。 【解析】　由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能。也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 (1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能。 (2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能。 (3)内电压U2＝E－U1＝3 V－2.4 V＝0.6 V，所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能。也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J。 【答案】　(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J 【技巧与方法】 1 电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大。 2 公式E＝中W为非静电力做的功，而E的大小与W、q无关。 3 电源电动势的大小是由电源本身性质决定的，不同种类的电源电动势的大小不同。 【针对训练】 1．有关电压与电动势的说法中正确的是(　　) A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B．电动势是电源两极间的电压 C．电动势公式E＝中W与电压公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功 D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 【解析】D　电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式E＝中W是非静电力做的功，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领。而电压U＝中W则是电场力做的功，电动势的大小也不一定等于电压的大小，故D正确。 考点2：闭合电路欧姆定律的理解和应用 1．闭合电路欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I(R＋r)① E＝U外＋Ir② E＝U外＋U内③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用 2.路端电压U随电流I变化的图象(U­I关系图) （1）U­I图象的函数表达式：U＝E－Ir。 （2）U­I图象特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示。 （3）几个特点 ①三个特征量：与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流，直线斜率的大小表示电源的内阻。 ②两个特殊状态：当外电路断开时(R＝∞)，I变为零。Ir＝0，U＝E；当电源两端短路时(R＝0)，此时电流I短＝(短路电流)。 【例2】　如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω。 （1）若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？ （2）若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？ 【分析】： C、D间 【解析】　(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1＝＝A＝1 A 理想电压表读数为UV＝I1R2＝6 V。 (2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23＝＝Ω＝2 Ω 根据闭合电路欧姆定律，有I2＝＝A＝1.5 A 理想电流表读数为I′＝I2＝×1.5 A＝1 A。 【技巧与方法】 解决闭合电路问题的一般步骤 1