1、第三节 研究闭合电路1闭合电路由两部分组成：其中电源外部的电路叫_，其电阻称为外电阻；电源内部的电路叫内电路，其电阻称为内电阻2电源是把其他形式的能转化为电能的装置，用_描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小3闭合电路中的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_，表达式为_，适用于外电路是_的电路4路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压 UEIr .(1)当外电阻 R 增大时，I ，内电压 ，路端电压 U 增大，当 R时，内电压为零，路端电压等于 。(2)当外电阻 R 减小时，I_ ，内电压_，路端电压 U 减小，当电源两端短路时，外电阻 R0，I_ ，U 0.5由 U
2、外 EIr 可知，U 外 I 是一条斜向下的直线，直线斜率的绝对值等于_，直线在纵轴上的截距表示_，直线在横轴上的截距表示_6有两个相同的电阻 R，串联起来接在电动势为 E 的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻 R 的电流为 2I/3，则该电源的内阻是( )AR BR/2 C4R DR/87一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流为 40 mA.若将该电池板与一阻值为 20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V8某电池当外电路断开时的路端电压为 3 V
3、，接上 8 的负载电阻后其路端电压降为2.4 V，则可以判定该电池的电动势 E 和内阻 r 为( )AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 【概念规律练】知识点一 电动势的概念1关于电源的电动势，下列说法正确的是( )A在某电池的电路中每通过 2 C 的电荷量，电池提供的电能是 4 J，那么这个电池的电动势是 0.5 VB电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多C电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大D无论电源接入何种电路，其电动势是不变的2关于电源电动势，下面说法不正确的是( )A电源两极间电压总等于电动势B电动势越大的电源，将其他能转化
4、为电能的本领越大C电路接通后，电源的电压小于它的电动势D电动势只由电源性质决定，与外电路无关知识点二 闭合电路欧姆定律3. 如图 1 所示，当开关 S 断开时，电压表示数为 3 V，当开关 S 闭合时，电压表示数为 1.8 V，则外电阻 R 与电源内阻 r 之比为( )图 1A53 B35C23 D324. 如图 2 所示，电源电动势 E30 V ，内阻 r1 ，灯泡上标有“6 V 12 W”字样，直流电动机线圈电阻 R2 ，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率图 2知识点三 路端电压与负载的关系5(双选) 若 E 表示电动势， U 表示外电压，U表示内电压，R 表示外电路的总电阻，r
5、 表示内电阻，I 表示电流，则下列各式中正确的是 ( )AUIR BU EUCUEIr DU ERR r6(双选) 如图 3 所示为两个独立电路 A 和 B 的路端电压与其总电流 I 的关系图线，则( )图 3A路端电压都为 U1 时，它们的外电阻相等B电流都是 I1 时，两电源内电压相等C电路 A 的电动势大于电路 B 的电动势DA 中电源的内阻小于 B 中电源的内阻【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法7如图 4 所示的电路中，在滑动变阻器的滑片 P 向上端 a 滑动过程中，两表的示数情况为( )图 4A电压表示数增大，电流表示数减小B电压表示数减小，电流表示数增大C两电表示数都增大
6、D两电表示数都减小8在如图 5 所示的电路中，R 1、R 2、R 3 和 R4 皆为定值电阻，R 5 为可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r，设电流表A 的读数为 I，电压表V 的读数为 U，当 R5 的滑动触点向图中 a 端移动时( )图 5AI 变大，U 变小 BI 变大，U 变大CI 变小，U 变大 DI 变小，U 变小二、电源的电动势和内阻的测量方法9在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为 6 V，内阻约为 0.5 ，电流表的内阻为 0.5 ，电压表的内阻为 6 k.为了减小实验误差，应当采用的电路是选项中的( )10用电流表和电压表测定电池的电动势 E 和内阻 r，所用
7、电路如图 6(a)所示，一位同学测得的六组数据如下表所示.组别 1 2 3 4 5 6电流 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57电压 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05(1)试根据这些数据在图(b) 中作出 UI 图线图 6(2)根据图线求出电池的电动势 E_ V ，电池的内阻 r_ .1(双选) 在闭合电路中，下列叙述正确的是( )A闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B当外电路断开时，路端电压等于零C当外电路短路时，电路中的电流无穷大D当外电阻增大时，路端电压也增大2在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势
8、、内电压、外电压的关系下列说法正确的是( )A若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和3(双选) 如图 7 所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 UI 图象，则下列说法中正确的是( )图 7A电动势 E1E 2，短路电流 I1I2B电动势 E1E 2，内阻 r1r2C电动势 E1E2，内阻 r1”、 “”或“EB，r ArB.图中两直线的交点坐标为(I1、 U1)，由 R 可知，路端电压都为 U1时，它们的外
9、电阻相等由 UIr 可知，电流UI都是 I1时，因 r不相等，故两电源内电压不相等所以选项 A、C 正确7A8D 本题考查闭合电路的动态分析当 R5的滑动触点向图中 a端移动时，R 5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表V 的读数 U 变小；由于总电流变大，使得 R1、R 3 两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2 和 R4 串联两端电压变小，则电流表A 的读数 I 变小，故选 D.方法总结 闭合电路的动态分析是一类非常典型的题目类型，解决这类问题的关键是抓住电源的 E、r 不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，根据闭合电路欧姆定律公式
10、 I ，以及 EU 外 U 内 IRIr 进行正确推理，从而判定路端电压 U 外ER r和内电压 U 内 的变化然后再应用串、并联电路的特点判断外电路的电流或某个电阻的变化情况，即应用“部分整体部分”这样的顺序分析9A 电流表的内阻与电源的内阻差不多，采用电流表外接法 B 图测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，故选 A、D 图错误， C 图无法测出10(1)见解析图 (2)1.45 0.69解析 本题考查用作图法处理实验数据的能力作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如下图所示由图线与纵轴的交点可得电动势E1.45 V，再读出图线与横轴交点的坐标 (1.0
11、0,0.65)，由 EUIr 得 r 0.69 .E UI方法总结 在画 UI图象时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样可减少偶然误差，提高测量精度课后巩固练1AD 2.D3AD 由图象可知两电源的 UI图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源 1 的短路电流大于电源 2 的短路电流，则 A 项正确；又由两图线的倾斜程度可知图线 2 的斜率的绝对值大于图线 1 的斜率的绝对值，即电源 2的内阻大于电源 1 的内阻，则可知 B、C 项错误；由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源 2 的路端
12、电压的变化量大于电源 1 的路端电压的变化量，可知 D 项正确4B 5.C 6.BD7C A 中只测两组数据求出 E、r，偶然误差较大；B 中计算 E、r 平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D 中分别求 I、U 的平均值是错误的做法8C 合上 S2之前，R 3与 L3串联后与 L1、L 2并联，最后与 R1串联合上 S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流也即流过 R1的电流增大，C 正确因电源的内阻不计，则电源的输出功率 PIE 增大，A 错误通过R1中的电流增大时 R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压降低，L 1消耗的功率降低，通过 R3与 L3的
13、电流减小，B 、D 均错误9(1)4 (2)6 V 2 解析 (1)电阻 R 的值为 R 4 .U2I2 41(2)当开关接 a 时，有 EU 1 I1r，又 U15 V，I1 A0.5 A.P1U1 2.55当开关接 b 时，有 EU 2I 2r，又 U24 V，I 21 A，联立解得 E6 V，r2 .10(1)1 A (2)1.210 4 C解析 (1)闭合 S 时：I A1 AER1 R2 104 6(2)设 S 闭合与断开时 C的电荷量分别为 Q1、Q 2，则：Q1CIR 2 Q 2CE所以，断开 S 后，流过 R1的电荷量为：QQ 2Q 13010 6 (106) C1.210 4
14、 C11(1)见解析 (2) B (3)1.5 1.0解析 (1)电路连接如右图(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于 B端(3)由图象可知，电源电动势为 1.5 V，内阻 r 1.0 .1.5 1.00.5实验1BD 选用电表时应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表；同时，滑动变阻器的阻值不能太大，如果太大不便于调节2AB 由 EIRIr 知测 E、r 用一只电流表测电流，用电阻箱改变外电阻并可读出阻值，只要获得两组 I、R 数据即可求得 E、r，用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻，故 A 正确，C 不可行；由 EU r知测 E、r 用一只电压表和一只电阻箱可获
15、得两组URU、R 值求出 E、r，故 B 可行；若用一只电压表和一个滑动变阻器不可以，因滑动变阻器接入电路的阻值无法确定，故 D 不能达到目的3AD 图象与纵坐标的交点为电源的电动势 E1.40 V；电源内阻 r 1.40 1.000.401 ；根据 EUI r，代入数据得 I A0.20 A E Ur 1.40 1.2014E aE bEc rbrarc52 V 24 解析 由题意可知，电压表内阻为高阻值，则在先闭合 S1时，U 1E2 V；当再闭合S2且 R 24 ， U21 V 时，I A，由闭合电路电压关系有 U 内 EU 21 V则U2R 124r 24 .U内I6AD 由于纵坐标并
16、非从零开始，故横轴截距不是短路电流，内阻 r| |UI1 .3.0 2.40.6 07见解析图解析 甲首先画出实验电路图如右图甲所示依据电路图连接实物图如图乙所示因为待测电源电动势约为 3 V，所以电压表选用 03 V 的量程；干电池的允许电流一般在 0.5 A 左右，所以电流表应选用 00.6 A 的量程；还有一点就是注意开关闭合前，要使变阻器接入电路的阻值尽量大些，保护电流表，以防烧坏乙方法总结 连接实物电路图时，要注意以下几点：(1)先画出原理图，这是连接实物的依据(2)先接干路，再接支路，例如本题中电压表可看做支路，因此先把电源、开关、电流表、滑动变阻器依顺序连成闭合电路，最后再把电压
17、表的正负接线柱连接到相应的位置(3)注意电源的正负极、电表的正负接线柱、电表量程的选择以及滑动变阻器接线柱的合理选用8(1)3 0.6 1 010 (2)电压表的分流解析 (1)一节干电池的电动势为 1.5 V，所以电压表量程选择 3 V 即可，一节干电池的允许电流在 0.6 A 以下，因此电流表量程选择 0.6 A 即可R0起保护作用使电路中的电流在 0.6 A 以下，若选用定值电阻 10 ，估算最大电流为Imax A0.3 AER0 r ER0 310则电流表指针指在半刻度以下，测量误差太大，因此定值电阻应选用 1 .若选用滑动变阻器 0100 的，则使用范围太小，不方便操作，因此选用滑动
18、变阻器010 即可(2)电流表应测量通过电源的电流，但由于电压表的分流作用，电流表实际测量的电流值比通过电源的电流小，所以引起该实验误差的主要原因是电压表的分流91.53 0.35解析 由记录的六组数据可求出各电阻值时的电流，由题表可得下表 UI值：U/V 1.30 1.36 1.41 1.48 1.49 1.50I/A 0.65 0.45 0.24 0.15 0.10 0.075用纵轴表示 U，横轴表示电流 I.用描点法描出 UI图线(如下图所示) ，纵坐标上截距为 1.53 V，所以 E1.53 V由 EU 1Ir1.3 V 0.65 Ar1.53 V，得 r0.35 .10(1)如下图所
19、示 (2)1解析 (1)实物连接图如上图所示，首先是仪器选择，只有 1 节干电池，故电压表选C(03 V) ；整个实验电路中只要不造成短路现象，在此实验中电池放电电流也不宜超过 0.6 A 为宜，故电流表量程应选 B(00.6 A)；由以上知滑动变阻器应选 D(015 )；还要用开关 F、导线 G 和电池夹 H.其次是电路选择，题目要求系统误差较小，应采用右图所示的电路所以选用器材代号为：A、B(00.6 A)、C(03 V)、D(015 )、F、G、H.(2)由 UI图象可知 E1.5 V，r 1 .1.5 0.70.8 0点评 恰当选择器材是做好实验的基础要遵循科学性、准确性、安全性的原则此处还应特别注意，图象纵坐标不是从零开始，所以 r .1.50.8
