12.2 闭合电路的欧姆定律 讲义-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第二讲 闭合电路的欧姆定律 一．电源与电动势 1.电动势的理解 （1）电动势是反映电源把其他形式的能转化成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势常用E表示。单位是伏（V）。 （2）电源内部，为了在正负极之间形成稳定的电势差，在非静电力作用下，把正电荷从负极移动到正极，或者负电荷从正极移动到负极时，要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。 2.电动势的表达式：，式中W表示非静电力所做的功，q表示电荷量。 例1.关于电源电动势E，下列说法中错误的是（ ） A.电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V B.干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C.电动势E可表示为E=W/q，可知电源内非静电力做功越多，电动势越大 D.电动势较大，表示电源内部将其他形式能转化为电势能的本领越大 例2.太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的。测得某太阳能电池的电动势为0.6V，以下说法中错误的是（ ） A.太阳能电池在1s内将0.6J的太阳能转变为电能 B.在不接入电路时，太阳能电池两极间的电压为0.6V C.电路中每通过1C电荷量，太阳能电池把0.6J的太阳能转变为电能 D.太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）将化学能转化为电能的本领小 3.电动势和电压的联系与区别 例3.一节干电池的电动势为1.5V，这表示（ ） A.电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J的化学能转化为电能 B.该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5Ⅴ C.该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多 D.将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功 例4.关于电压和电动势，下列说法正确的是（ ） A.电压和电动势单位相同，所以电动势和电压是同一物理量 B.电动势就是电源两极间的电压 C.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 D.电源电动势定义式和电势差定义式的W都是电场力做的功 4.电池电动势、容量和内阻变化 （1）1号、5号、7号等常见干电池的电动势大小均为1.5V； （2）电池容量：电池能储存的最大电荷量的大小，常用单位A・h或mA・h； 一节干电池的容量大小比较：1号＞5号＞7号； （3）其他条件相同时，干电池的内阻大小比较：1号＜5号＜7号； （4）同种型号的旧电池比新电池：电动势略小，内阻略大。 例5.同品牌的全新1号碳锌干电池与5号碳锌干电池具有相同的物理量是（ ） A.电能 B.容量 C.电动势 D.内阻 例6.如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则（ ） 3. 8V   3 000mA • h（11.4 W • h） GB/T 18287 -2000 锂聚合物电池/Li - Polymer Battery 充电限制电压：4.35 V A.4.35V表示该电池的电动势 B.该电池充满电后以100mA的电流工作时，可连续工作30小时 C.11.4W·h表示该电池能提供的电荷量 D.3000mA·h表示该电池能提供的电能 例7.（多选）现取两节干电池A、B，其中A为1号干电池，B为7号干电池。下列说法正确的是（ ） A.A的电动势一定大于B的电动势 B.A的容量一定比B的容量大 C.A的电阻一定比B的电阻大 D.若把A、B两节干电池分别接入电路，当流过A、B的电流相同时，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同 二．闭合电路的欧姆定律 1.外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。 2.内电路:电源内部是内电路。 3.表达式 （1）电流形式：； （2）电压形式：；（）； （3）功率形式：；（）； 三．路端电压随外电阻的变化关系 1.图像 2.关系式：，、； 3.动态规律分析 （1）当R减小时，I增大，路端电压减小，当外电路短路时，R等于零，此时电路中的电流值最大（即短路电流Im），Im=E/r，路端电压等于零； （2）当R增大时，I减小，路端电压增大，当R趋向无穷大时，相当于外电路断路，此时电路中的电流等于零，即U=E，即断路时路端电压等于电源电动势； 例8.一太阳能电池板，测得它的开路电压为80mV，短路电流40mA。若将该电池板与一阻值为2.0 Ω 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（ ） A.0.010V B.0.020V C.0.030V D.0.040V 例9.（多选）如图所示是根据某次实验