第4.2讲 闭合电路的欧姆定律-2022-2023学年高二物理链接教材精准变式练（人教版2019必修第三册）

第4.2讲 闭合电路的欧姆定律 ( 本资料涵盖习题类型： 教材同步课后练习 4、电路故障 电动势 5、电路动态分析 闭合电路欧姆定律及能量转化 )【教材习题】P88，“练习与应用”第1题 解析：EI乘积的单位是W（瓦特），意义是单位时间内将其他能量转化成电能 [链接知识]电动势定义 【教材习题】P88，“练习与应用”第2题 闭合电路欧姆定律知E=U+Ir 即3V=2.2V+Ir ∵I=0.25A ∴r=0.32Ω [链接知识]闭合电路欧姆定律 【教材习题】P88，“练习与应用”第3题 不接负载时电压600μV，即E=600μV。所以内阻r=E/I短=600μV/30μA=20Ω [链接知识]内阻 【教材习题】P88，“练习与应用”第4题 I=4V/4Ω=1A ∴r=0.5V/1A=0.5Ω 并联后R外=2.4Ω，∴U外=ER外/（R外+r）=3.7V 串联后R外’=10Ω，∴U外’=4.3V [链接知识]闭合电路欧姆定律 【教材习题】P88，“练习与应用”第5题 解析：内阻的电压U内=Ir=0.1A×1.0Ω=0.1V 所以电源电动势E>U+U内>6.0V,∴需要5节电池，即E=5×1.5V=7.5V 此时还需要一定值电阻进行分压，满足E=U电器+U内+U定 ∴R=U定/I=（7.5V-6V-5×0.1V）/0.1A=10Ω [链接知识]闭合电路欧姆定律 【规律与方法】电池串联后，总电动势等于各电动势之和，总内阻也等于各内阻之和。 【教材习题】P88，“练习与应用”第6题 解析：S闭合时，总电阻变小，导致总电流变大，内阻的电压（内压）变大，E=U内+U外。所以U外变小，所以灯变暗；断开S后，总电阻回复原来的阻值，负载电压又增大到原本的电压，车灯正常工作。 [链接知识]动态电路分析 【规律与方法】具体分析思路和步骤见后文。 【教材习题】P88，“练习与应用”第7题 解析：10000mAh×3.7V=10Ah×3.7V=37Wh<160Wh ∴能带上飞机 [链接知识]电池电量 ( 精准变式题 ) 【变式1】(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　) A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω 【答案】AD 【解析】因该电源的U­I图像的纵轴坐标不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E＝6.0 V， 但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝||＝ Ω＝2 Ω。由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝－r＝18 Ω。故选项A、D正确。 【变式2】如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是(　　) A．路端电压变小 B．电流表的示数变大 C．电源内阻消耗的功率变小 D．电路的总电阻变大 【答案】A 【解析】当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故D错误。根据I＝，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压U外在减小，故A正确。流过电流表的示数为I＝，可知电流在减小，故B错误。根据P＝I2r，可知内阻消耗的功率在增大，故C错误。 【变式3】如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　) A．R3断路　　　 　 B．R1短路 C．R2断路 D．R1、R2同时短路 【答案】C 【解析】灯泡A比原来暗了些，说明灯泡A的电流和电压变小；灯泡B比原来亮了些，说明灯泡B的电压和电流变大。采取代入排除法，将选项逐个代入分析：R3断路→R外增大→R总变大→I减小→U变大，由此可知两灯均变亮，故A错误；R1短路→R外减小→R总减小→I增大，通过灯泡A和B的电流变大，两灯变亮，B错误；同理分析可知C选项正确，D选项错误。 ( 教材知识链接 ) 1、 电动势 电源:是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置 电动势：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 E=W/q，中W表示电源内部非静电力做的功，其它形式能转化为电势能，E反映电源的特性 U=W/q，中W表示电源外部电场力做的功，电势能转化为其它形式能，U反映电场的特性 2、 闭合电路欧姆定律 1．闭合电路的组成及电流流向 2．闭合电路中的能量转化 如图所示，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＝I2Rt＋I2rt。 3．闭合电路欧姆定律 3、 闭合电路中的功率 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内