第14期 闭合电路的欧姆定律【数理报】新教材2023-2024学年高二物理必修第三册同步学案（人教版2019）

书 １．如图１所示，纵轴上的截距 等于电源的电动势；横轴上的截距 等于外电路短路时的电流，即 Ｉ短 ＝Ｅｒ． ２．图线斜率的绝对值等于电 源的内阻，即ｒ＝｜ΔＵ ΔＩ ｜＝ＥＩ短 ，斜率的绝对值越大，表明 电源的内阻越大． ３．图线上任一点对应的 Ｕ、Ｉ的比值为此时外电路 的电阻，即Ｒ＝ＵＩ． ４．面积ＵＩ为电源的输出功率，而电源的总功率Ｐ总 ＝ＥＩ，Ｐ总 －Ｐ出 ＝ＥＩ－ＵＩ为电源的发热功率． 例１．用如图２甲所示的电路来测量电池电动势和 内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的 Ｕ－Ｉ图 线，由图可知 （　　） Ａ．电池电动势的测量值为１．４０Ｖ Ｂ．电池内阻的测量值为１．０Ω Ｃ．外电路发生短路时的电流为０．４０Ａ Ｄ．电压表示数为１．２０Ｖ时，电流表的示数Ｉ′＝０．２Ａ 解析：由图像可知，电源Ｕ－Ｉ图像与纵轴交点坐标 表示电源的电动势，可知电源的电动势为１．４０Ｖ，故 Ａ 正确；电源的内阻ｒ＝｜ΔＵ ΔＩ ｜＝１．４０－１．０００．４ Ω＝１Ω，故 Ｂ正确；外电路发生短路时的电流Ｉ＝ Ｅｒ ＝ １．４０ １ Ａ＝ １．４０Ａ，故 Ｃ错误；当电压表示数为 １．２０Ｖ时，Ｉ′＝ Ｅ－Ｕ ｒ ＝ １．４０－１．２０ １ Ａ＝０．２０Ａ，故Ｄ正确． 答案：ＡＢＤ 例２．如图３所示，直线Ａ为电 源的Ｕ－Ｉ图线，直线Ｂ和Ｃ分别 为电阻Ｒ１、Ｒ２的Ｕ－Ｉ图线．现用该 电源分别与 Ｒ１、Ｒ２组成闭合电路 甲和乙．由图像一定能确定的是 （　　） Ａ．电阻Ｒ１ ＜Ｒ２ Ｂ．电源输出功率Ｐ１ ＜Ｐ２ Ｃ．电源内阻消耗的功率Ｐｒ１ ＜Ｐｒ２ Ｄ．电源效率η１ ＜η２ 解析：根据Ｒ＝ＵＩ可知，电阻Ｒ１ ＞Ｒ２，故Ａ错误； 电源的输出功率等于电阻Ｒ上消耗的功率，大小等于电 源的Ｕ－Ｉ图线与电阻的Ｕ－Ｉ图线交点所对应的电压、 电流的乘积，由图像可知，两种情况下电源的输出功率 无法确定，故Ｂ错误；电源内阻上的功率为Ｐｒ＝Ｉ ２ｒ，可 知电源接Ｒ１时电流小，则电源内阻消耗的功率 Ｐｒ１ ＜ Ｐｒ２，故 Ｃ正确；电源的效率 η＝ ＵＩ ＥＩ＝ Ｕ Ｅ ＝ Ｒ Ｒ＋ｒ＝ １ １＋ｒＲ ，可知外电路的电阻越大，则电源的效率越大，则 电源效率η１ ＞η２，故Ｄ错误． 答案：Ｃ 书 第１３期２版参考答案 素养专练１．纯电阻电路功率问题 １．ＢＣＤ　２．Ｂ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｂ　６．Ｂ　７．Ｂ 素养专练２．非纯电阻电路功率问题 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｂ　５．ＡＣ　６．ＢＤ 第１３期３版参考答案 Ａ组 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｂ　４．Ｄ　５．Ｃ ６．３∶１　３∶１　１∶３． ７．（１）１．６Ｗ；（２）８０Ω；（３）４８Ｊ． ８．（１）１０Ａ；（２）１１００Ｗ；（３）１０２０Ｗ． 解析：（１）由电路中的电压关系可得电阻Ｒ的分压 ＵＲ ＝Ｕ－ＵＶ ＝（１６０－１１０）Ｖ＝５０Ｖ，流过电阻Ｒ的电 流ＩＲ ＝ ＵＲ Ｒ ＝１０Ａ，即通过电动机的电流 ＩＭ ＝ＩＲ ＝ １０Ａ． （２）电动机的电压ＵＭ ＝ＵＶ ＝１１０Ｖ，输入电动机 的电功率Ｐ电 ＝ＩＭＵＭ ＝１１００Ｗ． （３）电动机的发热功率Ｐ热 ＝Ｉ ２ Ｍｒ＝８０Ｗ，电动机输 出的机械功率Ｐ出 ＝Ｐ电 －Ｐ热 ＝１０２０Ｗ． Ｂ组 １．ＡＢＤ　２．ＡＢ　３．ＢＤ ４．防雾　０．５Ａ　１００Ｗ　２００Ｗ． ５．（１）１５０Ｗ；（２）１２０Ｗ；（３）１．２Ω． 解析：（１）该机器人正常工作时电源的输出功率为 Ｐ＝ＵＩ＝３０×５Ｗ ＝１５０Ｗ． （２）该机器人匀速运行时受到的阻力大小为 ｆ＝ ０．２（Ｍ＋ｍ）ｇ＝０．２×（３０＋２０）×１０Ｎ＝１００Ｎ，该机 器人匀速运行时的机械功率为 Ｐ机 ＝Ｆｖ＝ｆｖ＝１００× １．２Ｗ ＝１２０Ｗ． （３）该机器人内部电阻的热功 率为Ｐ热 ＝Ｐ－Ｐ机 ＝１５０Ｗ－１２０Ｗ ＝３０Ｗ，又Ｐ热 ＝Ｉ ２ｒ，可得该机器人 内部电阻的阻值为ｒ＝ Ｐ热 Ｉ２ ＝３０ ５２ Ω ＝１．２Ω． 书 §１２．２ !"#$%&'( !"#$ １． )*!"#$+,- ， #.#/0+'12'1 3 ； ２． 4546+7829:+;<=>!"#$+ %&'( ； ３． ?@!"#$+%&'(AB$C#DEFG +HI ． %&!" '() １． J>K 、 #.2 L-+#$MN!"# $ ． 2>K,-O#$ ， #.PQRP#$ ． ２． S # . P Q T U # V 5 W X Y +ZMN[\#Z ． ３． #.R]^[\#Z_`Tabc3+478 d +ef ． ４． #/0 （１） [\#Zg_+`Egh/+ ij MN#/0 ． （２） '13 ：Ｅ＝ ． （３） #/0+klR （Ｖ）． （４） #/0J#.m[\#Z+nop' ， EO# $ ． *+',-./01234