内容正文:
闭合电路欧姆定律
知识点一 闭合电路的欧姆定律及能量分析
1.内、外电路中的电势变化
外电路中电流由电源正极流向负极,沿电流方向电势降低,内电路中电流由电源负极流向正极,沿电流方向电势升高。
2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式
(1)电流形式:I=,说明电流与电源电动势成正比,与电路的总电阻成反比。
(2)电压形式:E=Ir+IR或E=U内+U外,表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和。
(3)功率形式:IE=IU外+IU内或IE=IU外+I2r。
1.如图所示,电源电动势E=12 V,内电阻r=0.5 Ω,灯泡L标有“6 V 12 W”的字样。若灯泡恰能正常发光,求:
(1)通过灯泡L的电流;
(2)灯泡L的电阻;
(3)电阻R0的阻值。
知识点二 路端电压与负载的关系
1.路端电压与负载的关系
U=E-U内=E-r,随着外电阻增大,路端电压增大;当外电路开路时(外电阻无穷大),路端电压U=E。
2.路端电压与电流的关系:U=E-Ir。
3.电源的UI图像
如图所示是一条倾斜的直线,图像中U轴截距E表示电源电动势,I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始),斜率的绝对值表示电源的内阻。
2.(多选)直流电源有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极流向负极的电流。如图所示为某一直流电源的UI图像,由图可知( )
A.电源电动势为10 V
B.电源短路时电流为30 A
C.电源内电阻为0.2 Ω
D.电路路端电压为8 V时,电路中电流为4 A
知识点三 闭合电路动态分析
1.程序法
基本思路:局部→整体→局部。
(1)分析电路,明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象;
(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化;
(3)由I=判断总电流的变化;
(4)据U=E-Ir判断路端电压的变化;
(5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。
2.极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
3.如图所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片P向左移动时,关于A、B两灯亮暗变化判断正确的是( )
A.A灯变亮、B灯变亮
B.A灯变亮、B灯变暗
C.A灯变暗、B灯变亮
D.A灯变暗、B灯变暗
如图所示电路中,r是电源的内阻,R1和R2是外电路中的电阻,如果用Pr、P1和P2分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率,当R1=R2=r时,Pr∶P1∶P2等于( )
A.1∶1∶1 B.2∶1∶1
C.1∶4∶4 D.4∶1∶1
[错解] 因为R1=R2=r,r与R1、R2并联,它们电压相同,
Pr∶P1∶P2,P2=∶∶=1∶1∶1,故选A。
[错解原因] 认为电源的两端就是外电路的两端,所以内外电阻是并联关系,即认为r与R1、R2并联,Ur=U1-U2,这一看法是错误的,Ur不等于U1,Ur=E-U1。
[分析解答] 在题图所示电路中,内电阻上通过的电流与外电路的总电流相同,内电阻与外电阻是串联关系,(不能认为内电阻与外电阻并联)但R1与R2是并联的,因R1=R2,则I1=I2=I,
Ir=I1+I2=2I,
Pr∶P1∶P2=Ir∶IR1∶IR2=4∶1∶1,所以D正确。
1.下列说法正确的是( )
A.串并联组合电路中其中一个电阻增大而其他电阻不变时,总电阻增大
B.把一根均匀导线等分成等长的两段,则每部分的电阻率也变为原来的一半
C.电容器所带的带电量越多,说明它的电容越大
D.电动势的单位跟电压的单位一样,都是伏特,所以电动势就是电压
2.(2023·攀枝花高二阶段练习)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱接入电路的电阻增大,电阻箱消耗的功率越大,电源的效率升高
3.将一电源电动势为E、内阻为r的电池,与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是( )
A.由U外=IR可知,外电压随I的增大而增大
B.由U内=Ir可知,电源两端的电压,随I的增大而增大
C.由U=E-Ir可知,电源输出电压,随输出电流I的增大而减小
D.由P=IU可知,电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
4.如图所示,当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表的读数减小
B.R1消耗的功率增大
C.电容器C两端的电压增大
D.电容器C两极板上的电量变小
5.(2023·无锡高一期末)如图所示的