第11講閉合電路的歐姆定律1.能應用閉合電路歐姆定律進行相關的電路分析和計算。2.弄清路端電壓與負載關系。3.弄清閉合電路中的功率和效率一、電動勢:1.定義:在電源內部,非靜電力把正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值。2.公式:E=3.單位:伏特,簡稱:伏,符號:V。4.物理意義:反映電源非靜電力做功本領大小的物理量。二、閉合電路歐姆定律1.閉合電路的能量:(1)在電源內部,因非靜電力做功,將其他形式的能轉化為電能,大小為:W=EIt。(2)電流通過內阻時,電流做功,電能轉化為內能,大小為:Q內=I2rt。(3)電流通過外電阻時,電流做功,電能轉化為內能,大小為:Q外=I2Rt。2.閉合電路歐姆定律:(1)內容:閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電路的電阻之和成反比。(2)表達式:I=。(3)適用條件:外電路為純電阻電路。三、路端電壓與負載的關系1.負載和路端電壓:負載是外電路中的用電器,路端電壓是外電路的電勢降落。2.路端電壓U與電流I的關系:(1)路端電壓U與電流I的函數關系式:U=E-Ir。(2)U-I圖像:如圖所示,該直線與縱軸交點的縱坐標表示電動勢,斜率的絕對值表示電源的內阻。3.路端電壓與外電阻的關系:當R增大時,路端電壓U增大,當R減小時,路端電壓U減小。4.兩種特殊情況:(1)當外電路斷路時,外電阻R為無窮大,I為零,Ir也為零,可得U=E,即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢的大小。(2)當外電路短路時,外電阻R=0,此時電路中的電流最大,即Im=,路端電壓為零。四、閉合電路中的功率和效率1．當外電路為純電阻電路時，各部分功率關系分析如下由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2req\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(P電源＝EI,P外＝I2R,P內＝I2r))2．電源的輸出功率：當外電路為純電阻電路時討論如下(1)電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)由此可知當R＝r時，電源有最大輸出功率P出max＝eq\f(E2,4r)(2)P出與外電阻R的函數關系圖象圖象分析eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R<r時，R越大，P出越大,R＝r時，P出＝\f(E2,4r)，為最大值,R>r時，R越大，P出越小))(3)電源的效率η＝eq\f(P出,P)＝eq\f(IU外,IE)＝eq\f(U外,E)＝eq\f(IR,IR＋r)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))可見，外電阻R越大，電源的效率越高．考點一：電動勢【例1】如圖為某型號的干電池，在其外殼上標注有“9伏”的字樣，這表示（）A．電池短路時，該電池輸出的電流為9AB．該電池在單位時間內有9J的化學能轉化為電能C．將該電池接入電路后，電池兩端的電壓始終為9VD．1C正電荷通過該電池的過程中，有9J的化學能轉化為電能考點二：閉合電路歐姆定律【例2】多選）在如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ為某一電阻的圖線，曲線Ⅲ為某一小燈泡的曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ的交點為，該點的切線與橫軸交點坐標為，用該電源直接與電阻或小燈泡連接成閉合電路，由圖像可知（）A．電源電動勢為，內阻為B．為定值電阻，其阻值為C．接入電源時的電阻為D．接入電源時電源的輸出功率大于接入電源時電源的輸出功率考點三：閉合電路中的功率和效率【例3】如圖，電源電動勢為9V，內阻為1Ω，“4V2W”的燈泡與一個線圈電阻為0.4Ω的電動機串聯。當電動機正常工作，燈泡也正常發光，下列說法正確的是（）A．電動機兩端的電壓為1.5VB．電路中的電流為0.5AC．電動機的輸出功率為2.15WD．電源的總功率為0.25W1.（2020·北京·高考真題）圖甲表示某金屬絲的電阻隨攝氏溫度變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯起來（圖乙），用這段金屬絲做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡易溫度計。下列說法正確的是（）A．應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系B．應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系C．應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系D．應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系2．（2020·江蘇·高考真題）某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當汽車啟動時，開關S閉合，電機工作，車燈突然變暗，此時（）A．車燈的電流變小 B．路端電壓變小C．電路的總電流變小 D．電源的總功率變大3．（2020·浙江·高考真題）小明在一根細橡膠管中灌滿食鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。他將此鹽水柱接到電源兩端，電源電動勢和內阻恒定。握住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長的1.2倍，若忽略溫度對電阻率的影響，則此鹽水柱（

）A．通過的電流增大B．兩端的電壓增大C．阻值增大為原來的1.2倍D．電功率增大為原來的1.44倍4..（2019·江蘇·高考真題）如圖所示的電路中，電阻R=2Ω。斷開S后，電壓表的讀數為3V；閉合S后，電壓表的讀數為2V，則電源的內阻r為（）A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω5.（2016·全國·高考真題）阻值相等的四個電阻、電容器C及電池內阻可忽略連接成如圖所示電路開關S斷開且電流穩定時，C所帶的電荷量為，閉合開關S，電流再次穩定后，C所帶的電荷量為與的比值為A． B． C． D．1．有關電壓和電動勢的說法中錯誤的是（）A．電壓和電動勢的單位都是伏特，故電動勢與電壓是同一物理量B．電動勢公式中的W與電壓中的W是不同的，前者為非靜電力做功，后者為靜電力做功C．電動勢是反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領的物理量D．斷路時的路端電壓等于電源的電動勢的大小2．下列有關電動勢的說法正確的是（）A．電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比B．電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是電源兩極間的電壓C．非靜電力做的功越多，電動勢越大D．電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定3．如圖所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖像，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況，下列說法正確的是（）A．陰影部分的面積表示電源的輸出功率B．陰影部分的面積表示電源的內阻上消耗的功率C．當滿足α＝β時，電源的效率最高D．當滿足α＝β時，電源的效率小于50%4．交警使用的某型號酒精測試儀如圖甲，其工作原理如圖乙所示，傳感器電阻R的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E，內阻為r，電路中的電表均為理想電表。當一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是（

）A．電壓表的示數變大，電流表的示數變小B．電壓表的示數變小，電流表的示數變小C．酒精氣體濃度越大，電源的輸出功率越大D．電壓表示數變化量與電流表示數變化量的絕對值之比保持不變5．某同學將一直流電源的總功率P1、輸出功率P2和電源內部的發熱功率P3隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標上，如圖中的a、b、c所示，根據圖線可知（）A．反映P3變化的圖線是bB．電源電動勢為8VC．電源內阻為4ΩD．當電流為0.5A時，外電路的電阻為6Ω6．將一個電源與一個電阻箱連接構成閉合回路，測得的電阻箱所消耗的功率P與電阻箱的讀數R的關系如圖所示，下列說法正確的是A．電源的電動勢為45VB．電源的內阻為5ΩC．電源最大輸出功率可能大于45WD．電阻箱消耗的功率為最大值時，電源的效率大于50%7．用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內電阻的實驗中，根據某次實驗記錄數據畫出的圖像如圖所示，下列關于這個圖像的說法正確的是（）A．縱軸截距表示待測電池的電動勢，即 B．橫軸截距表示短路電流，即C．根據，計算出待測電池內阻為5Ω D．根據，計算出待測電池內電阻為1.0Ω8．如圖所示的U﹣I圖象中，直線I為某電源的路端電壓與電流的關系，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知（）A．R的阻值為1.5Ω B．電源電動勢為3V，內阻為0.5ΩC．電源的輸出功率為3.0W D．電源內部消耗功率為1.5W9．如圖甲所示的電路，其中電源電動勢E=6V，內阻r=2Ω，定值電阻R=4Ω，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值RP的關系如圖乙所示。則下列說法中正確