1、目标定位 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的内容，理解各物理量及公式的物理意义.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系一、闭合电路的欧姆定律1内、外电路(1)概念：内电路是电源内部电路，外电路是电源外部电路(2)特点：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闭合电路的欧姆定律(1)内容：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(2)公式：I ER r或 EIR Ir或 EU 外 U 内 (3)适用条件：、适用于外电路为纯电阻电路，适用于一
2、切电路深度思考我们用电压表直接连接电源的两端， 电压表的读数_(填“大于” 、“小于”或“等于”)电源电动势为什么？答案 小于 因为电源也有内阻，用电压表和电源正、负极相连时，相当于电源与电压表串联，电压表读数是路端电压，小于电源电动势例 1 在图 1 所示的电路中，R 19，R 25 ，当 a、b 两点间接理想的电流表时，其读数为 0.5A；当 a、b 两点间接理想的电压表时，其读数为 1.8V求电源的电动势和内电阻图 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：EI 1(R2r)代入数据得：E0.5(5r )当 a、b
3、两点间接理想的电压表 时，回路中的 电流I2 A0.2 AUR1 1.89由闭合电路欧姆定律得：EI 2(R2R 1r)E0.2(14r )联立得：E3 V，r1 答案 3V 1应用闭合电路的欧姆定律解决问题时，应认清各元件之间 的串、并 联关系，然后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.特别要注意电压表测量哪一部分电压，电流表测量哪个电路的 电流.针对训练 如图 2 所示，电源电动势为 6V，内阻为 1，R 15，R 210，滑动变阻器R3 的阻值变化范围为 010，求电路的总电流的取值范围图 2答案 0.551A解析 当 R3 阻值为零时，R 2 被短路，
4、外电阻最小， 电路的总电流最大R 外 R 15， I A1A.ER外 r 65 1当 R3 阻值为 10 时，外电阻最大，电路的总电流最小R 并 5，R 外 R 1R 并 10 ，R3R2R3 R2I A0.55A.ER外 r 610 1二、路端电压与负载的关系1路端电压的表达式：U EIr .2路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻 R 增大时，电流 I 减小，路端电压增大(2)当外电阻 R 减小时，电流 I 增大，路端电压减小(3)两个特例：外电路断开时，R，I 0，UE，据此特点可测电源电动势外电路短路时，R0，I ，U 0，据此特点可以理解不允许将电源两端用导线直接连接Er的原因3外
5、电压 U 与电流 I 的关系由 UEIr 可知，UI 图象是一条斜向下的直线，如图 3 所示图 3(1)图象中 U 轴截距 E 表示电源的 电动势(2)I 轴截距 I0 等于短路电流(3)图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即 r| |.UI注意：若纵坐标上的取值不是从零开始， 则横坐标截距不表示短路 电流，但斜率的 绝对值仍然等于内阻例 2 (多选)如图 4 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( )图 4A电源的电动势为 6.0 VB电源的内阻为 12 C电源的短路电流为 0.5 AD电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 解析 UI 图象在 纵轴上的截距等于 电源的电动势
6、，即 E6.0 V，因为该电源的 UI 图象的纵轴坐标不是从零开始的，所以横 轴上的截距 0.5 A 并不是 电源的短路电流，电源的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，UI 6.0 5.00.5 0外电阻 R r18 .故选项 A、D 正确EI答案 AD三、闭合电路的功率1电源的功率：就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 EI .2电源输出功率：整个外电路上消耗的电功率 P 出 UI.3电源内耗功率：内电路上消耗的电功率，即电源内阻的发热功率 P 内 U 内 II 2r.4闭合电路的功率
7、关系：(1)功率关系：IEIUI 2r 或 EIU 外 IU 内(2)能量关系：IUtI 2RtI 2rt，此表达式反映了电源克服静电力做的功等于内、外电路消耗的电能之和例 3 如图 5 所示，电源电动势 E10V ，内阻 r0.5，标有“8V 16W”的灯泡 L 恰好能正常发光，电动机 线圈的电阻 R01，求：图 5(1)电源的总功率；(2)电动机的输出功率解析 (1)L 正常发光，路端电压等于灯泡额定电压 8V.内电压 U 内 (108)V 2V，则总电流 I 4A ，U内r电源总功率为 P 电 IE 410W 40W.(2)流经电动机的电流 IMI 2A.PU输入电动机的总功率 PM 总
8、 U IM82W16W.电动机内阻消耗功率 PM 内 I R041W4W.2M故电动机的输出功率 PM 出 (164)W 12W.答案 (1)40W (2)12W1(闭合电路欧姆定律的理解及应用) 有两个相同的电阻，阻值为 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，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为 ，则该电源的内阻是 ( )2I3ARB. C4RD.R2 R8答案 C解析 由闭合电路欧姆定律得，两 电阻串联时：IE2R r两电阻并联时， I 23 12 ER2 r解得，r4R.2(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
9、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)( )AU 随 R 的增大而减小 B当 R0 时，U0C当电路断开时，I0，U 0 D当 R 增大时，U 也会增大答案 BD3(电源的 UI 图象)( 多选)如图 6 所示为某一电源的 UI 图象，由图可知( )图 6A电源电动势为 2VB电源内阻为 13C电源短路时电流为 6AD电路路端电压为 1V 时，电路中电流为 5A答案 AD解析 由 UI 图象可知，电 源电动势 E2V.r| | 0.2，当 U1V 时，I A5A 选项 A、D 正确UI 1.26 E Ur 2 10.24(闭合电路的功率关系)如图 7 所示，电
10、源电动势 E30V，内阻 r1，灯泡上标有“6V 12W”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 7答案 36W解析 因灯泡正常发光，所以 I A2APU 126U 内 Ir21V2V所以电动机两端电压为UME U 内 U30V2V 6V 22V电动机输出的机械功率为P 机 U MII 2R222W2 22W36W.题组一 闭合电路欧姆定律的理解和简单应用1在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压和外电压的关系，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
11、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答案 D2(多选) 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 表示内电阻，I 表示电流，则下列各式中正确的是 ( )AUIR BUEUCUEIr DU ERR r答案 BD3一太阳能电池板，测得它的开路电压为 800mV，短路电流为 40mA.若将该电池板与一阻值为 20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是 ( )A0.1VB0.2VC0.3VD 0.4V答案 D解析 由已知条件得：E800mV.又因 I 短 ，所以 r 20.Er EI短
12、 80010 34010 3所以 UIR R 20mV400mV0.4V ，选项 D 正确ER r 80020 204如图 1 所示电路，R 由 2 变为 6 时，电路中的电流变为原来的一半，则电源的内阻是( )图 1A1 B2C3 D4答案 B5如图 2 所示，当开关 S 断开时，电压表示数为 3V，当开关 S 闭合时，电压表示数为1.8V，则外电阻 R 与电源内阻 r 之比为( )图 2A53 B35C23 D32答案 D解析 S 断开时， 电压表的示数等于电源的电动势，即 E3V S 闭合时，U 外 1.8V ，所以 U内 EU 外 1.2V因 U 外 IR， U 内 Ir，所以 RrU
13、 外 U 内 1.81.232.6(多选) 如图 3 所示的电路中，当开关 S 接 a 点时，标有 “5V 2.5W”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 1A，这时电阻 R 两端的电压为 4V则下列说法正确的是( )图 3A电阻 R 的阻值为 4B电源的电动势为 5VC电源的电动势为 6VD电源的内阻为 2答案 ACD解析 电阻 R 的阻值为 R 4.U2I2 41当开关接 a 时，有 EU 1I 1r，又 U15V ，I1 A 0.5A.P1U1 2.55当开关接 b 时，有 EU 2I 2r，又 U24V ，I21A，联立解得 E6V，r2.题组二 路
14、端电压与负载的关系7(多选) 电源电动势为 E，内阻为 r，向可变电阻 R 供电关于路端电压，下列说法中正确的是( )A因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B当 R 增大时，路端电压也增大C当干路电流 I 增大时，路端电压也增大D因为 UEIr，所以当 I 增大时，路端电压减小答案 BD解析 由 UEIr，可得选项 B、D 正确8在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图 4 所示M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 RM 发生变化，导致 S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时 ( )图 4AR M 变大，且 R 越大，U 增大越明显BR M 变
15、大，且 R 越小，U 增大越明显CR M 变小，且 R 越大，U 增大越明显DR M 变小，且 R 越小，U 增大越明显答案 C解析 由题意知，S 两端的电压 增大，则电路中的电流增大，接触药液的传感器的电阻变小，则 A、B 选项是错误的；将 S 看做外电路，其余看做等效 电源，根据 UEIr 可判断，同 样的变化电流，则内阻越大电压变 化越大，因此答案 为 C.题组三 电源的 UI 图象9(多选) 如图 5 所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻电路)的路端电压与通过它们的电流 I 的关系图线，下列说法中正确的是 ( )图 5A路端电压都为 U0 时，它们的外电阻相等B电流都是 I0 时
16、，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻答案 AC解析 甲、乙两图线的交点坐 标为(I 0，U0)，外 电路为纯电阻 电路说明两电源的外电阻相等，故 A 正确；图线的斜率的绝对值 大小表示电源内电阻的大小( 电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值，表明 电 源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D 错误；图线与 U 轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与 U 轴交点的坐标值比乙的大，表明电源甲的电动势 大于电源乙的电动势，故 C 正确；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即 U 内 Ir，因为电源甲的内阻
17、较电源乙的内阻大，所以当电流都为 I0时，电源甲的内电压较大，故 B 错误故选 A、C.10(多选) 如图 6 所示的 UI 图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线为某一电阻 R 的 UI 曲线，用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路，由图象可知 ( )图 6AR 的阻值为 1.5B电源电动势为 3V，内阻为 0.5C电源的输出功率为 3WD电源内部消耗功率为 1.5W答案 AD题组四 综合应用11如图 7 所示电路中，电源电动势 E12V ，内阻 r2，R 14，R 26，R 33.图 7(1)若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在 C、D 间连一个理想电流表，
18、其读数是多少？答案 (1)6V (2)1A解析 (1)若在 C、D 间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有 I1 ER1 R2 rA1A.124 6 2理想电压表读数为 UVI 1R2 6V.(2)若在 C、D 间连一个理想电流表，这时电阻 R2 与 R3 并联，并联电阻大小 R23 R2R3R2 R32636 3根据闭合电路欧姆定律，有I2 A1.5A.ER1 R23 r 124 2 2理想电流表读数为I I2 1.5A1A.R2R2 R3 66 312如图 8 所示的电路中，电源的电动势 E 为 3.2V，电阻 R 的阻值为 30，小灯泡 L 的额定电压为 3.0V，额定功率为 4.
19、5W，当开关 S 接位置 1 时，电压表的读数为 3.0V，那么当开关 S 接位置 2 时，小灯泡 L 能正常发光吗？实际功率是多少？图 8答案 不能正常发光 1.28W解析 当开关 S 接位置 1 时，回路中的 电流为：I1 A 0.1A.UR 3.030电源的内阻为：r 2.E UI1 3.2 3.00.1小灯泡的电阻为：R L 2.U2P 3.024.5当开关 S 接位置 2 时，回路中的 电流为：I2 A0.8A.Er RL 3.22 2此时小灯泡的实际功率为：P 实 I RL0.8 22W1.28W.2从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此 时很暗，不能正常 发光13如图 9 所示电路中，
20、电池组的电动势 E42V ，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 20V求：图 9(1)通过定值电阻 R 的电流；(2)电动机的电功率；(3)电动机的输出功率答案 (1)1A (2)20W (3)19W解析 (1)由 E UVU Rr 可得 R 和电源内阻的电压之和为 ：UR rEU V由欧姆定律可得电路电流为：I A1 AE UVr R 42 202 20通过定值电阻的电流为 1 A.(2)电动机为非纯电阻元件，故其功率为：P 电 U VI20 1 W20 W(3)电动机的发热功率为：P 热 I 2R1 21 W1 W故电动机的输出功率为：P 机 P 电 P 热 20 W 1 W19 W
