12.2 闭合电路的欧姆定律 导学案 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

闭合电路的欧姆定律 一、闭合电路的欧姆定律 电源的U­I图像和定值电阻的U­I图像的比较 图像 电源的U­I图像 定值电阻的U­I图像 图形 物理意义 电源的路端电压随电路中电流的变化关系 电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系 截距 图线与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流 图线过坐标轴原点，表示电流为零时电阻两端的电压为零 坐标U、I 的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I 的比值 表示外电阻的大小，不同点对应外电阻大小不同 表示电阻的大小，每一点对应的比值均相同 斜率的 绝对值 表示电源内阻r的大小 表示电阻的大小 例1、下列说法正确的是(　　) A．电动势就是电源两极间的电压 B．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量 C．电压和电动势单位相同，所以电动势和电压的物理意义相同 D．电动势公式E＝中的W与电压公式U＝中的W是一样的，都是静电力所做的功 E．当外电路断开时，路端电压等于零 F．闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比 G．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大 H．当外电阻增大时，路端电压将减小 例2、如图所示的电路中，把R由2 Ω改变为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内阻应为(　　) A．4 Ω B．8 Ω C．6 Ω D．2 Ω 例3、电路图如图甲所示，若电阻R阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻R的U­I图线如图乙所示。求： (1)电源的电动势和内阻； (2)电源的路端电压。 例4、如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4 V，电流表A的示数为0.2 A，S断开时，电流表A的示数为0.3 A，电压表和电流表均为理想电表。求： (1)电阻R3的值； (2)电源电动势E和内阻r的值。 2、 闭合电路的欧姆定律功率的关系 功率最大值的求解方法 (1)对定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。 (2)电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻，电源的输出功率越大。 (3)如图，求解滑动变阻器R2消耗的最大功率时，可把定值电阻R1等效为电源内阻的一部分，则R2 ＝R1＋r时，R2上消耗的功率最大。 例5、电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω。 (1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？ (2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？ (2)当R为何值时，R消耗的功率最大？最大值为多少？ 例6、(多选)如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的有( ) A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的热功率为1 W D．电源的输出功率为56 W 例7、在如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线II为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线II与直线I的交点坐标为（1.5，0.75），曲线II在该点的切线与横轴的交点坐标为（1.0，0），用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（   ） A．小灯泡L接入电源时的电阻为 B．小灯泡L实际消耗的电功率为3.375W C．电源内阻为 D．电源电动势为3.0V 例8、如图所示，电阻，小灯泡上标有“，”字样，电源内阻，滑动变阻器的最大阻值为。当滑片P滑到最上端时，理想电流表的读数为，小灯泡L恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值 B．电源电动势 C．当滑片P滑到最下端时，电源的输出功率 D．当滑片P滑到最下端时，电源的总功率 例9、（多选）如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 3、 闭合电路的欧姆定律动态分析 电路中某些元件的参量发生了变化(如滑动变阻器接入电路的阻值增大或减小、开关的通断等)，这会引起其他元件的相关物理量如电压、电流、电功率等随之发生变化。 1、注意 （1）在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)。 （2）若开关的通、断使串联的用电器增多，则电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多，电路的总电阻减小 （3）在分压电路中，滑动变阻器可视为由两端电阻构成，其中一段R与用电器并联，另一段与并联部分串联，AB两端的总电阻与串的变化趋势一致 （4） 含容电路：在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流。一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无穷大（理想电容器不漏电）的元件，电容器处电路可以看成断路，简化电路时可以去掉它 （5） 电容器的电压取决于与之并联的电阻两端的电压，与电容串联的电阻视为导线。 2、 分析方法“程序法” 3、分析方法“串反并同”（电源内阻不为0） “串反”：指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 “并同”：指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 例10、（多选）电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是(　 　) A．电压表和电流表读数都增大 B．电压表和电流表读数都减小 C．电压表读数增大，电流表A1读数减小，A2读数增大 D．电压表读数减小，电流表A1读数增大，A2读数减小 例11、（多选）如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器．闭合开关，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则(　　) A． L变亮 B． B．L变暗 C． 油滴向上运动 D．油滴向下运动 例12、在如图甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况。判定：(变大，变小，不变) （1） ∆/∆I，/I （2） ∆/∆I，/I （3） ∆/∆I，/I 例13、（多选）如图所示，电源电动势为E、内阻为r， ，，为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P 恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（　　） A．油滴向上运动 B．电压表的示数变小，电流表的示数变大 C．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变 D．电源的输出功率逐渐减小，电源的效率逐渐减小 例14、（多选）在如图所示的电路中， 电源内阻为r，R1是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都是理想电表，测得电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值为ΔU1、ΔU2、ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为∆I，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小，灯泡变暗 B．、、均不变 C． D．电源效率增大 例15、某学生在进行“研究串联电路电压特点”的实验时，接成如图所示的电路。接通S后，他将较大内阻的电压表接在A、C 两点时，电压表读数为U；将该电压表接在A、B两点时，电压表读数也为U；将该电压表接在B、C两点时，电压表的读数为零。则出现此种情况的原因可能是（　　） A．电阻R2断路 B．电阻R1断路 C．电阻R1短路 D．电阻R2短路 例16、（多选）如图示的电路中，闭合开关，灯、正常发光。由于电路出现故障，突然发现变亮，变暗，分析电路特点，若只有某个元件发生的故障，下列情况可能的是（　　） A．短路 B．短路 C．断路 D．断路 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点．                                 ——马克思 学科网（北京）股份有限公司 $$