内容正文:
第2讲 闭合电路欧姆定律
[必备知识·填一填]
[知识点1] 电源的电动势和内阻
1.电动势
(1)电源:电源是通过非静电力做功把 其他形式 的能转化成 电势能 的装置.
(2)电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=.
(3)电动势的物理含义:电动势表示电源 把其他形式的能转化成电势能 本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
2.内阻:电源内部导体的电阻.
[思维诊断]►
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)电动势是电源两极间的电压.( × )
(2)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压.( × )
(3)非静电力做的功越多,电动势就越大.( × )
(4)E=只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的.( √ )
[知识点2] 闭合电路的欧姆定律
1.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成 正比 ,跟内、外电阻之和成 反比 .
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路).
(3)其他表达形式
①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir.
②能量表达式:EI=UI+I2r.
2.路端电压与外电阻的关系
一般情况
U=IR=·R=,当R增大时,U 增大
特殊情况
①当外电路断路时,I=0,U= E
②当外电路短路时,I短=,U=0
[思维诊断]►
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)闭合电路中外电阻越大,路端电压越小.( × )
(2)闭合电路中的短路电流无限大.( × )
(3)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.( × )
(4)电源的输出功率越大,电源的效率越高.( × )
[教材挖掘·做一做]
1.(人教版选修3-1 P63第1题改编)一个电源接8 Ω电阻时,通过电源电流为0.15 A,接13 Ω电阻时,通过电源的电流为0.10 A,则电源的电动势和内阻分别为( )
A.2 V 1.5 Ω B.1.5 V 2 Ω
C.2 V 2 Ω D.1.5 V 1.5 Ω
解析:B [由闭合电路欧姆定律得E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
代入数据联立得r=2 Ω,E=1.5 V.]
2.(人教版选修3-1 P63第3题改编)许多人造卫星都用太阳电池供电.太阳电池由许多片电池板组成.某电池板不接负载时的电压是600 μV,短路电流是30 μA.则这块电池板的内阻为( )
A.2 Ω B.20 Ω
C.200 Ω D.2 000 Ω
答案:B
3.(人教版选修3-1 P63第4题改编)电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时,路端电压为4.0 V,若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻.则两种情况下的路端电压为( )
A.4.3 V 3.72 V B.3.73 V 4.3 V
C.3.72 V 4.3 V D.4.2 V 3.73 V
答案:C
4.(人教版选修3-1 P52第4题改编)如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V.已知电流表的内阻Rg为500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,则电阻R1、R2的值分别为( )
A.9 500 Ω 90 000 Ω B.90 000 Ω 9 500 Ω
C.9 500 Ω 9 000 Ω D.9 000 Ω 9 500 Ω
解析:A [接a、b时,由串联电路特点有R总=R1+Rg=得R1=-Rg=9 500 Ω.接a、c时,同理有R总′=R1+R2+Rg=得R2=-Rg-R1=90 000 Ω.]
考点一 闭合电路的动态分析
[考点解读]
1.解决电路动态变化的基本思路
“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化.
“先干后支”——先分析干路部分,再分析支路部分.
“先定后变”——先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路.
2.电路动态分析的方法
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”.即
(2)极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
(3)串反并同法:“串反”是指某一电阻增大(或减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大).“并同”是指某一电阻增大(或减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小).
3.分析含容电路应注意的两点
(1)电路稳定后,电容器所在支路电阻无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.在电路稳定后,与电容器串联的电阻阻值变化,不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度.
(2)电路中的电流、电压变化时,将会引