第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 知识点总结-1 2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

4.1闭合电路欧姆定律 1.闭合电路 闭合电路：一个完整的电路通常由电源、用电器、导线、开关组成。 当开关闭合后，电路形成了电流的闭合回路，称闭合电路。 外电路和内电路：闭合电路分成两部分，电源外部的电路称为外电路； 电源内部称为内电路。 电源是电路电能的提供者，电源将其他形式的能转化为电能。 物理学中，如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的强弱？ 2.电源 电源： 把其他形式的能转化为电能的装置。 电动势：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。 在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。 符号：E 单位：伏特V 内阻：电源内部有电阻，简称内阻。 3.闭合电路欧姆定律 内电压：电源内阻会降落一部分电压，称内电压。 外电压（路端电压）：降落于外部的电压称外电压，也称为路端电压。 闭合电路欧姆定律： 公式推导： 或 闭合电路欧姆定律：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。 适用于纯电阻电路。 式中电源电动势和内阻一般是不变的。 闭合电路路端电压（外电压）U与电流I的关系： 电源的U-I图像： 闭合电路路端电压（外电压）U与外电阻R的关系 外电阻R越大，路端电压U越大 ①当外电阻R减小到0时，相当于外电路短路，则U=0； 短路电流最大。 ②当外电阻R增大到无穷大时，相当于外电路断路，则I=0，U=E； 所以电源不接入电路时，电压表可直接测得电源电动势； 电压表的内阻越大测量结果就会越准确。 电路的动态分析问题： “串反并同”：闭合电路中，与变化的电阻串联的元件,电压、电流、 电功率变化与电阻阻值变化相反，并联则相同。 例题：在如图所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，L1、L2、 L3为小灯泡(其灯丝电阻恒定)，P为滑动变阻器的滑片，S1、 S2为开关。S1闭合，则下列说法中正确的是(　B　) A.滑动变阻器的滑片P不动,将S2闭合,小灯泡L2变暗 B.滑动变阻器的滑片P不动,将S2闭合,小灯泡L1变暗 C.在S2处于闭合状态下,向右滑动滑片P,小灯泡L3变暗 D.在S2处于闭合状态下,向右滑动滑片P,小灯泡L2变亮 4.1第二课时：电源的功率和效率 1.功率 ①电源的功率（总功率）： ②电源的输出功率： 纯电阻电路： ③电源内部消耗的功率： 2.电源的输出功率与外电阻的关系 ①当内外电阻相等（R=r）时，电源的输出功率最大： ②当R<r时，R增大，P出增大； ③当R>r时，R增大，P出减小； ④功率相等时，两电阻R1R2的关系： 即 R1R2=r2 等效为“新电源” 当R2=r+R1时，R2的功率最大 3.电源的效率 当外阻R越大时，电源的效率越高 当电源有最大输出功率时，效率为50%。可见让电源工作在最大输出 功率时反而效率不高。 4.2科学测量：电源的电动势和内阻 ①伏安法： 图像： ②安阻法： 图像： ③伏阻法： 图像： 1.伏安法测电源电动势与内阻 实验原理： 实验器材：待测电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线 实验步骤：①确定电流表、电压表的量程，按右图连接电路， 且将滑动变阻器阻值调到最大。 ②闭合开关，调节滑动变阻器， 使电流表和电压表有明显的读数，记录一组U、I值。 ③用同样的方法，多测几组U、I值。 ④断开开关，整理好器材。 ⑤利用代数法或图像法进行数据处理。 数据处理：①代数法： 解得： 多求几组E、r的值，最后算出它们的平均值。 ②图像法：以纵轴表示路端电压，横轴表示总电流， 绘制U-I图像。 误差分析： 偶然误差：①导线与元件接触不良造成误差； ②读数不准确造成误差； ③作图不准确造成误差。 系统误差： ①电流表外接法误差 化简得： 可将电压表看成内电路的一部分， 组成“新电源”；电表测的是“新电源”的电动势与内阻。 E和r的测量值都小于真实值 ②电流表内接法误差 化简得： 可将电流表看成内电路的一部分 E的测量值等于真实值；r的测量值大于真实值 电流表内接法 电流表外接法 2.安阻法测电源电动势与内阻 实验原理： 数据处理：绘制 图像， 误差分析：可将电流表看成内电路的一部分 3.伏阻法测电源电动势与内阻 实验原理： 数据处理：绘制 图像， 误差分析：可将电压表看成内电路的一部分 4.3科学测量：用多用电表测量电学量 1.多用电表（万用表） 红表笔入，黑表笔出 2.多用电表读数测电阻 测电压、电流 测交流电压 若是选用量程为10V 的电压挡测量电压，则所测电压为 读数= 6.9 V 若是选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流，则所测电流为 读数= 34.5 mA可靠数字 估读数字 若是选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻，则所测电阻为 读数=刻度值ⅹ倍率=6.8ⅹ100=680Ω 机械调零、选择量程、（欧姆调零）、测量读数（电阻要离线测量） 2 学科网（北京）股份有限公司 $$