第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 知识点总结 -2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

新教材 鲁科版2019版 物理必修第三册 第4章知识点清单 目录 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节　闭合电路欧姆定律 第2节　科学测量 电源的电动势和内阻 第3节　科学测量_用多用电表测量电学量 第4节　科学用电 2 / 2 第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节　闭合电路欧姆定律 一、电动势 1. 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。 2. 电动势 (1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 (2)大小：在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。符号为E，单位：伏特，单位符号：V。 (3)电动势在数值上还等于将单位电荷量的正电荷由负极移动到正极非静电力所做的功。 (4)定义式：E=。 3. 内阻：电源内部导体的电阻。 二、闭合电路欧姆定律 1. 闭合电路 (1)电路：一部分是电源外部的电路，称为外电路；另一部分是电源内部的电路，称为内电路。 (2)电压：外电路两端的电压称为外电压；内电路两端的电压称为内电压。 (3)电动势与内、外电压的关系：在闭合电路中，内、外电路电势的降落等于电源的电动势，即E=U外+U内或E=IR+Ir。 (4)电流：在外电路中，电流由电势高的一端流向电势低的一端；在内电路中，电流由电势低的一端流向电势高的一端。 2. 闭合电路欧姆定律 (1)内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。 (2)表达式：I=。 (3)适用范围：纯电阻电路。 三、路端电压与外电阻的关系 1. 路端电压与电流的关系：U=E-Ir。 2. 路端电压随外电阻的变化规律 (1)外电阻R增大电流I减小路端电压U增大。外电阻R增大到无限大(断路) 电流I接近于0路端电压U=E。 (2)外电阻R减小电流I增大路端电压U减小。外电阻R等于零(短路)电流I=路端电压U=0。 四、对电动势的理解 1. 电动势的物理意义：它反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，是电源的属性，与电源的体积、外电路无关。 2. 电动势的粗略测量：电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，可以用阻值较大的电压表直接接在电源两端粗略测量，其示数近似为电源电动势E。 五、对闭合电路欧姆定律的理解 1. 闭合电路的组成 2. 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= 流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比 纯电阻电路 E=I(R+r) ① E=U外+Ir ② 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 EIt=I2Rt+I2rt④ W=W外+W内 ⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和 ④式适用于纯电阻电路； ⑤式普遍适用 3. 路端电压U随电流I变化的图像(U-I关系图像) (1)图像的函数表达式：U=E-Ir。 (2)讨论：当外电路断路(即R→∞，I=0)时，纵轴上的截距表示电源的电动势E；当外电路短路(R=0，U=0)时，横轴上的截距表示电源的短路电流I短=。U-I关系图线的斜率的绝对值表示内电阻r。   4.(1)当外电路断开，用电压表测量电源两极之间的电压时，其读数可近似认为等于电源的电动势。 (2)当外电路短路时，电流I=，此时电路中电流很大，会烧坏电源，非常危险。 六、路端电压随外电路的变化关系分析 1. U外-R图像的意义 路端电压U外与外电阻R的关系可用如图所示的图像表示，图像中的曲线以U外=E为渐近线，曲线上过某点的切线斜率为该状态的电流I。    U外=IR==，结合数学知识即可得到U外-R图像。 2. 闭合电路的动态分析方法 当电路中的滑动变阻器的触头移动或支路的开关打开(闭合)时，电路的阻值或结构会发生变化，分析此时的电压、电流或功率变化时，方法与技巧如下： (1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”。即： R局增大 减小→R总增大 减小→I总减小 增大⇒ (2)规律法：“串反并同” 所谓“串反并同”规律，指的是在闭合电路中，若电源内阻不为零，则当某一电阻变大(或变小)时，与它串联(或间接串联)的支路上各定值电阻的电压和电流均减小(或增大)，而与它并联(或间接并联)的支路上各定值电阻的电压和电流均增大(或减小)。 (3)极端法：因滑动变阻器滑片的滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。 (4)等效电源法：将电路中某些元件与电源看做一个新的电源，然后再分析、讨论，可以简化问题，使思路更简单。 七、闭合电路功率问题的分析 1. 各部分功率关系分析 对于纯电阻电路，由EIt=I2Rt+I2rt知，EI=I2R+I2r，其中EI为电源的总功率，I2r为电源内