1、7 闭合电路的欧姆定律,第二章 恒定电流,学习目标 1.了解内电路、外电路，知道电动势等于内外电路电势降落之和. 2.掌握闭合电路欧姆定律并会进行有关计算. 3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,(3)外电路： 的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻.,一、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的组成 (1)闭合电路是指由电源和 及导线组成的完整的电路. (2)内电路：如图1所示， 的电路叫内电路， 的电阻叫内电阻.,用电器,电源内部,电源,图1,电源外部,2.闭合电路的欧姆定
2、律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟_成反比.(2)表达式： . (3)适用条件：外电路为 电路.,电动势,内、外电路的电阻,之和,纯电阻,二、路端电压与负载的关系 1.路端电压的表达式：U . 2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr .(2)当外电阻R减小时，由I 可知电流I ，路端电压UEIr . (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为 ，U .即断路时的路端电压等于 .当电源短路时，外电阻R0，此时I .,EIr,减小,增大,增大,减小,0,E,电源电动势,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)EUIr适用于任
3、何电路.( ) (2)某电源电动势为10 V，内阻为2 ，外接一线圈电阻为8 的电动机，则电路中的电流为1 A.( ) (3)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( ) (4)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( ) (5)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( ),答案,2.如图2所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R9 的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为_ .,答案,1,图2,重点探究,导学探究 如图3为闭合电路的组成. (1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？,一、闭合电路的欧姆定律,图3,答案 在外电路中沿电流方向电势
4、降低；在内电路中沿电流方向电势升高.,(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？,答案 EIt I2rt I2Rt EItI2RtI2rt,(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？,答案 EIRIr或I,答案,知识深化 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：EIrIR
5、或EU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：IEIU外IU内或IEIU外I2r.,说明：I 或EIRIr只适用于外电路是纯电阻电路；EU外U内，既适合于外电路为纯电阻电路，也适合于非纯电阻电路.,解析 开关S接通a时，EI1(R1r) 开关S接通b时，EI2(R2r) 代入数据：E1(8r) E2(3r) 解得：E10 V，r2 ,例1 如图4所示，电阻R18 ，R23 ，当开关S接a点时，理想电流表示数为1 A；当开关S接b点时，理想电流表示数为2 A.求电源的电动势和内阻.,答案,图4,答案 10 V 2 ,解析,解决闭合电路问题的一般步骤 1.分析电路
6、特点：认清各元件之间的串并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量流过哪个用电器的电流； 2.应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流； 3.根据部分电路的欧姆定律和电路的串并联特点求出部分电路的电压和电流.,针对训练 在图5所示的电路中，R19 ，R25 ，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V.求电源的电动势和内电阻.,答案,解析,图5,答案 3 V 1 ,解析 当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I10.5 A，由闭合电路欧姆定律得： EI1(R2r) 当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电
7、流,由闭合电路欧姆定律得： EI2(R2R1r) 联立并代入数据，解得：E3 V，r1 .,答案 外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大.,导学探究 (1)在如图6所示的电路中，电源的电动势E10 V，内电阻r1 ，试求当外电阻分别是3 、4 、9 时所对应的路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？,二、路端电压与负载的关系,答案,图6,(2)根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出UI图象.,答案,答案 由EUU内及U内Ir得UEIr，UI图象为,知识深化 1.路端电压与负载的关系：UEU内E r，随着外电阻增大，路端电压增大
8、；当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压UE；这也提供了一种粗测电动势的方法，即用电压表直接测电源电动势. 2.路端电压与电流的关系：UEIr.,图7,3.电源的UI图象：如图7所示是一条倾斜的直线，图象中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.,例2 (多选)如图8所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是 A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 ,答案,解析,图8,解析 因该电源的UI图象的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距
9、虽为电源的电动势，即E6.0 V，但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r 2 .由闭合电路欧姆定律可得电流I0.3 A时，外电阻R r18 .故选A、D.,A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变 C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变 D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小,例3 如图9所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是,答案,解析,图9,解析 由题图可知，电灯均为并联；当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的电阻规律可知，
10、外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，则内电压增大，故路端电压减小，电灯两端的电压变小，故D正确.,达标检测,1.(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻) A.U随R的增大而减小 B.当R0时，U0 C.当电路断开时，I0，U0 D.当R增大时，U也会增大,1,2,3,4,答案,2.(闭合电路欧姆定律的应用)(多选)如图10所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5 V 2.5 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为4 V.则下列说法
11、正确的是 A.电阻R的阻值为4 B.电源的电动势为5 V C.电源的电动势为6 V D.电源的内阻为2 ,答案,1,2,3,4,解析,图10,当开关接a时，有EU1I1r，,1,2,3,4,当开关接b时，有EU2I2r，又U24 V，I21 A， 联立解得E6 V，r2 .,3.(电源的UI图象的理解和应用)(多选)如图11所示为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，图中DC平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知，以下说法正确的是 A.比值 表示外电路电阻B.比值 表示电源内电阻C.比值 表示电源电动势D.矩形OCDE的面积表示电源的输出功率,答案,解析,1
12、,2,3,4,图11,解析 由图象可知，D点对应的路端电压大小可以用DE表示，电路电流可以用OE表示，外电路电阻R ，故A正确； AC段表示电源内电压，CD表示电路电流，电源内阻r ， 故B正确； 电源的电动势EU内U外ACCOAO，故C错误； 电源的输出功率PU外ICOOESOCDE，故D正确.,1,2,3,4,4.(闭合电路欧姆定律的应用)如图12所示电路中，电池组的电动势E42 V，内阻r2 ，定值电阻R20 ，D是电动机，其线圈电阻R1 .电动机正常工作时，理想电压表示数为20 V.求： (1)通过定值电阻R的电流；,1,2,3,4,答案,解析,图12,答案 1 A,解析 由EUVURr可得R和电源内阻的电压之和为：URrEUV 由欧姆定律可得电路电流为： 故通过定值电阻的电流为1 A.,解析 电动机的发热功率为：P热I2R121 W1 W 故电动机的输出功率为：P机P电P热20 W1 W19 W,(2)电动机的电功率；,1,2,3,4,答案,解析,答案 20 W,解析 电动机为非纯电阻元件，故其功率为： P电UVI201 W20 W,(3)电动机的输出功率.,答案 19 W,
