2018-2019学年鲁科版选修3-1闭合电路欧姆定律第1课时作业
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闭合电路的欧姆定律一、单选题1.如图所示,图线a是某一电源的U﹣I曲线,图线b是一定值电阻的U﹣I曲线.若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(已知该电源的内阻r=2.0Ω),则下列说法错误的是()A.该定值电阻为6ΩB.该电源的电动势为20VC.将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大D.将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大2.在如图所示的电路中,电阻R=2.0,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0。
不计电流表的内阻。
闭合开关S后,电流表的示数为( )A.1.0A B.1.5AC.2.0A D.6.0A3.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为与的比值为A.B.C.D.4.如图所示的温控电路中,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器,电源内阻不可忽略。
当环境温度降低时下列说法正确的是( )A.电容器C的带电量增大B.电压表的读数减小C.干路电流增大D.R1消耗的功率变大二、多选题5.如图甲所示,电源电动势E=6 V,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示.其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线,图丙为路端电压与总电流的关系曲线,图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响.则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是( )A.a(4 V,4.5 W)B.b(4.8 V,2.88 W)C.c(0.6 A,4.5 V)D.d(8 Ω,80%)6.在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。
下列判断中正确的是()A.当R=r时,电源有最大的输出功率B.电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大C.电源的功率P总随外电阻R的增大而增大D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大7.如图所示,当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时,两电压表示数变化的绝对值分别是△U1和△U2,已知R2的阻值大于电源内阻r,则下列结论正确的是( )A.△U1>△U2B.电阻R1的功率先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.电阻R2的功率一定增大8.在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。
高中物理学习材料桑水制作第1节闭合电路欧姆定律1.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2.流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比,跟电路中内外电阻之和成反比。
3.外电路电阻R增大时,电路中电流减小,路端电压增大;外电路电阻减小时,电路中电流增大,路端电压减小。
电动势[自学教材]1.电源把其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)大小等于没有接入电路时两极间的电压。
(2)物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。
3.干电池电动势为1.5 V的物理意义干电池的电动势为1.5 V,说明电荷量为1 C的电荷通过电源时,电源通过非静电力做功将1.5 J的化学能转化为电能。
[重点诠释]1.电动势的理解(1)电动势由电源本身决定,与外电路无关。
(2)电动势是标量,但有方向,物理学中规定方向为由负极经电源内部指向正极,即电源内部电流的方向。
(3)电源的内部也有电阻(即内电阻),当电流经电源内部时也有电压降(即内电压)。
2.电动势与电压的区别(1)物理含义:电压表示电阻或用电器两端的电势差,是形成电场产生电流的原因,电动势表示电源提供电能的本领,是电压产生的原因。
(2)做功的实质:电压对应电场力做功,电动势对应非静电力做功。
(3)能的转化:电压相关的能是把电能转化成其他形式的能;电动势相关的能是把其他形式的能转化成电能。
1.下列说法中正确的是( )A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高解析:电动势与电压有本质的区别,二者单位相同,只有电源与外电路断开时,两极间的电压在数值上才与电动势相等。
答案:C闭合电路欧姆定律[自学教材]1.闭合电路(1)只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路才有电流。
用电器、导线组成外电路,电源内部是内电路,内电路的电阻叫内阻。
第一章 静电场 第1节 静电现象及微观解释课本习题1.D2.B3.解答:可以是A 、B 都带电,A 、B 带异种电荷相互吸引;也可以只有A 或B 带电,带电小球由于静电感应吸引轻小物体。
说明:该题答案并不唯一,可鼓励同学们发表自己的看法,再由同学们或教师归纳总结。
同时可复习静电力的相互作用规律。
4 解答:能。
先将丝绸和玻璃棒相互摩擦过的地方充分接触,然后再分别将两者用验电器检验是否带电。
由于两者带的是异种电荷,充分接触时,两者所带的电荷会被部分或全部中和,从而使验电器的金属箔的张开幅度减小或完全闭合。
5.解答:小球a 向左摆动,接触金属球b 后迅速弹开。
当绝缘金属球b 带上电荷后,由于静电感应,会使小球口靠近b 的一侧带上与b 的电性相反的电荷,而远离a 的一侧带上与b 的电性相同的电荷,虽然口的两侧所带的电荷电量相同,但由于它们离球b 的距离不一样,因此a 、b 两球表现为相互吸引,从而使小球a 向左摆动。
当两球接触后,整个a 球带上了与b 球的电性相同的电荷,因而两球相互排斥。
说明:本题要注意解释何为绝缘金属球,要与绝缘体相区别。
6.解答:如果让一个金属球带上正电荷,它的质量是减少的,因为它失去了电子;如果让它带上负电荷,它的质量是增加的,因为它得到了电子。
说明:教师应说明减少或增加的质量非常小,在一般情况下可忽略不计。
7.解答:(1)由于静电感应。
(2)可在传送带上镀银或增加空气湿度。
第2节 静电力 库仑定律课本习题1.解答:由库仑定律得,它们之间的静电力变为3F ;由库仑定律得,它们之间的静电力变为F /9。
2.解答:氢原子核对核外电子的静电引力提供电子做匀速圆周速动的向心力。
静电力大小22re k F = 由匀速圆周运动规律得r v m F 2= 所以rv m r e k 222= 从上式可得速率 所以周期krm e r v r T ππ22== 3.解答:如下右图所示,对右边小球进行受力分析,它受重力G 、静电力F 1、细线拉力F 2。
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路第1节 闭合电路欧姆定律思维激活1.大家几乎都注意过这种现象,傍晚用电量是每一天的高峰时段,灯光较暗,而夜深人静时,若打开灯的话,灯光特别亮;又如在家用电器使用中,如夏季打开空调后,你会发现灯泡会变暗,而关掉空调后灯又会马上亮起来,这是为什么呢?2.有些人为了节约,会把新旧电池混合使用,这样真的会节约吗?答案:1.提示:当电路中接入较多的用电器时,由于这些用电器是并联的,其总电阻会变小,干路中的电流就会很大,干路上就会有较大的电压降,造成用户用电器两端的电压变低,所以灯泡亮度也就变暗了.2.提示:不能.因为旧电池的内电阻比新电池的大得多,将新旧电池串联起来混用的话,旧电池上的内电阻会消耗较大的电能,使新的电池消耗的更快,所以说这种做法不节约. 自主整理1.电动势电源电动势是描述电源将___________转换为___________本领大小的物理量.它是电源的特征量,只与电源本身的因素有关.单位与电压相同:___________.同类型的干电池的电动势都是___________V ,蓄电池的都是___________V.电源内部也是由导体组成的,因此也有电阻,这个电阻叫做电源的___________.2.闭合电路欧姆定律(1)在闭合电路中,内、外电路电势降低等于电源内部的电势升高,公式:___________.(2)闭合电路欧姆定律:流过闭合电路的电流跟电路中电源的___________成正比,跟电路中的内、外___________之和成反比.公式:___________.3.路端电压与外电阻的关系路端电压的表达式有:U=E-Ir ,U=IR ,U=r R ER +=Rr E +1. 当外电路断路时,R→∞,路端电压等于电源的___________.当外电路短路时,R=0,路端电压等于零,电路中的电流叫做___________,I 短=r E . 答案:1.其他形式的能 电能 伏特(V) 1.5 2.0 内电阻2.(1)E=U 外+U 内 (2)电动势 电阻 I=Rr E + 3.电动势 短路电流高手笔记1.闭合电路一个完整的电路通常由电源、用电器、开关、导线等部分组成.开关闭合后,形成了电流的闭合回路,称为闭合电路.我们通常将闭合电路分为两部分来分析:一部分是电源外部的电路,称为外电路,包括导线和用电器等;另一部分是电源内部电路,称为内电路,如发电机的线圈、电池内的物质等.2.电动势的数值(1)非静电力在电源内部从负极搬运单位正电荷到正极所做的功(2)外电路闭合时,内、外电路电压之和(3)外电路断开时的路端电压3.路端电压与外电阻的关系对纯电阻电路有:U=R r E1,图象表达:图象中各点的物理意义可从数学的角度去理解,曲线以U=E 作为渐近线,某点切线斜率为该状态下的电流,原点曲线的切线斜率应该等于短路电流.4.路端电压与电流的关系对纯电阻电路有:U=E-Ir ,对给定的电源,电动势和内电阻为定值,所以路端电压与电流是线性关系,图象表达:U 轴截距是电源电动势,I 轴截距等于短路电流,直线的斜率等于内电阻.该图象也称为电源的伏安特性图象.名师解惑1.电动势表征了电源的特性,其实质是什么?剖析:任何两个电源都有两个电极,其中电势高的叫正极,电势低的叫负极.在电源内部,必须把正电荷从负极移送到正极,这显然不可能是电场力的作用所能实现的.在各种电源内部,却存在着某种跟静电力本质不同的作用驱使电荷运动,不同的电源产生这种作用的原因不同,物理学中将这些作用称作非静电力.在电源内部,非静电力将正电荷从负极移送到正极的过程中,要克服电场力做功,以致不断消耗电源本身的能量.对于同一电源来说,非静电力把一定电量的正电荷从负极移送到正极所做的功是一定的;但对不同种的电压来说,把同样多的正电荷从负极移送到正极所做的功一般是不同的.在移送相等电量的情况下,非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电能的本领越大,电动势就是描述电源这种本领的物理量.2.电动势与电压的区别剖析:电动势与电压是两个截然不同的物理量,不能混淆.电动势是相对电源而言的,它描述移动单位电荷时非静电力做功的多少,即移送1 C 电荷时其他形式的能转化为电能的多少.电压是对某一段电路而言的,它描述在这段电路中移送单位电荷时电场力做功的多少,即移送1 C 电荷时电能转化为其他形式能的多少.3.闭合电路的动态分析步骤剖析:(1)判断动态源及动态源电阻的变化,进而判断闭合电路总电阻的变化情况.(2)依据I=R r E ,判断闭合电路干路电流的变化情况. (3)依据U=E-Ir ,判断外电路电压(路端电压)的变化情况.(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化.讲练互动【例1】如图,当可变电阻R 的阻值增大时,则( )A.U AB 增大B.U AB 减小C.I R 增大D.I R 减小解析:可变电阻R 增大→AB 并联部分的电阻增大→整个外电路总电阻增大→电路的总电流减小→内电路上电压(U 内=Ir)和电阻R 1上的电压(U 1=IR 1)都减小→AB 并联部分的电压增大(U AB =E-Ir=IR 1)→通过电阻R 2的电流增大(I 2=2R U AB U)→通过可变电阻R 的电流减小(I R =I-I 2),故A 、D 两项正确.答案:AD绿色通道当电路中某一部分电阻变化时,整个电路各处的电压、电流都会受到影响,分析时,应抓住全电路中电源电动势和内阻不变的特点,从总电流的变化顺次推理.黑色陷阱解题时容易只从孤立的局部电路考虑,R 增大时U AB 也增大,将无法判断通过R 的电流变化情况.变式训练1.在图示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A 、B 两灯亮度的变化情况为( )A.A 灯和B 灯都变亮B.A 灯和B 灯都变暗C.A 灯变亮,B 灯变暗D.A 灯变暗,B 灯变亮解析:当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,电阻变小,总电阻减小,电路电流增大,内电压增大,外电压减小,则A 灯变暗;同时A 上电流减小,则通往左路的电流增大,定值电阻两端的电压增大,B 两端电压减小,B 灯变暗.答案:B【例2】 如图所示电路,电源电动势E=6.3 V ,内电阻r=0.5 Ω.外电路中电阻R 1=2 Ω,R 2=3 Ω,滑动变阻器的全部电阻R 0=5 Ω.试求滑动头P 由a 端向b 端滑动过程中电压表示数的变化范围.解析:电压表测量的是外电路上的电压,它随外电路电阻的增大而增大.当滑动头在a 端时,可等效成如图(a)所示电路.当滑动头P 从a 端向b 端滑动时,由于外电路电阻呈非线性变化,电压表的示数并不是随着滑动头一直增大的.其最大值对应于外电路电阻取最大值的位置.滑动头在a 端时,由等效电路图得外电路总电阻为R 1与R 0、R 2并联:R=532)35(2)(201201+++=+++R R R R R R Ω=1.6 Ω. 电压表的示数(即路端电压)为U=5.06.16.1+=+E r R R ×6.3 V=4.8 V(a)(b)设滑动头P 在ab 中某一位置时,aP 段电阻为R x ,则Pb 段电阻为(R 0-R x ),其等效电路图如图(b)所示.外电路的总电阻为(R 1+R x )与(R 2+R 0-R x )并联:R=021021))((R R R R R R R R x x ++-++. 由于式中分子上两项之和(R 1+R x )+(R 2+R 0-R x )=R 1+R 2+R 0是一个定值,由数学知识知,当它们相等时,其乘积最大,对应的外电路电阻也最大.由R 1+R x =R 2+R 0-R x ,得R x =22532102-+=-+R R R Ω=3 Ω. 则R′=532)353)(32(++-++Ω=2.5 Ω. 电压表示数为U′=r R R +''E=5.05.25.2+×6.3 V=5.25 V 所以电压表的示数范围为4.8—5.25 V .黑色陷阱如果认为电压表示数的最大值出现在b 端,把原电路等效成如图(c)所示电路.由外电路电阻(c)R″=3253)25()(210210++⨯+=+++R R R R R R Ω=2.1 Ω, 得:U″=rR R +''''E=5.01.21.2+×6.3 V=5.08 V 这样就错了.滑动变阻器在电路中使用时必须注意:(1)变阻器上允许通过的最大电流和电阻变化范围;(2)由于电阻的非线性变化对电路的影响.变式训练2.右图所示的电路中,R 1=3 Ω,R 2=9 Ω,R 3=6 Ω,电源电动势E=24 V ,内阻不计.当电键S 1、S 2均开启和均闭合时,灯泡L 都同样正常发光.(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向: S 1、S 2均开启时;S 1、S 2均闭合时.(2)求灯泡正常发光时的电阻R 和电压U.解析:画出S 1、S 2均开启和闭合时的等效电路图,即可判知电流方向.灯泡L 能同样正常发光,表示两情况中通过灯泡的电流相同.(1)S 1、S 2均开启时,流经灯泡的电流方向从b→a ;S 1、S 2均闭合时,流经灯泡的电流方向从a→b .其等效电路分别如图所示.(2)设灯泡的电阻为R .S 1、S 2均开启时,由闭合电路欧姆定律得流过灯泡的电流I 1=RR R E ++21 S 1、S 2均闭合时,由闭合电路欧姆定律和并联分流的关系得流过灯泡的电流I 2=R R R R RR R R E +•++11311两情况中,灯泡L 同样正常发光,表示I 1=I 2,解得R=3)693(3)(33211-+=-+R R R R R Ω=3 Ω 灯泡正常发光时的电压由等效电路图根据串联分压得U=393321++=++E R R R R ×24 V=4.8 V答案:(1)见解析 (2)R=3 Ω,U=4.8 V【例3】 如图,电路消耗的总功率为40 W ,电阻R 1为4 Ω,R 2为6 Ω,电源内阻r 为0.6 Ω,电源效率为94%,求:(1)a 、b 两点间的电压;(2)电源的电动势.解析:电源内部的热功率P 内=I 2R ,又P 内=P 总(1-η),所以I=r P )1(η-总=2 A由于R 1、R 2并联,所以U ab =I 2121R R R R +=4.8 V 由P 总=IE 可得E=P 总/I=20 V答案:4.8 V 20 V绿色通道总电流I 是联系内、外电路的桥梁,是求解闭合电路问题的关键,一般说来,总电流I 可以由闭合电路欧姆定律I=Rr E +求得,也可以从外电路和内电路上分别由部分电路欧姆定律I=U 外/R 或I=U 内/r 求得,还可由电源的总功率、输出功率、内部热功率求得,应具体问题具体分析.变式训练3.变阻器的总电阻R AB =30 Ω,电源电动势E=12 V ,内阻很小可不计.现有一个标有“6 V 1.8 W”的灯泡采用如图所示的分压电路.要使灯泡正常发光,则应将变阻器的滑动触头P 调整到使PB 间的电阻R 等于( )A.8 ΩB.10 ΩC.15 ΩD.20 Ω解析:首先求出灯泡的电阻为R L =PU 2=20 Ω由图看出R L 和R pB 并联再与R pA 串联,要使灯泡正常发光需要使并联部分与AP 段的电阻相等均为6 V,故有:R AP =R AB -R pB =PBL PB L R R R R . 代入数据解得R pB =20 Ω,可见选项D 正确.答案:D体验探究问题:我们知道,用旧的电池不能再使灯泡正常发光,在没有新电池的情况下,你能想办法用旧电池使灯泡重新亮起来吗?导思:旧电池不能使灯泡正常发光是因为用旧的电池内阻会变大,但它的电动势与新电池相比变化并不大,那我们可以想办法减小电池的内阻,这样灯泡就能重新亮起来了.探究:将几节规格相同的旧电池并联.并联后电池的总内阻减小,这时再把灯泡连在电路中,灯泡就能够重新亮起来了.。
课时训练16闭合电路的欧姆定律题组一闭合电路欧姆定律的理解1.(多选)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,路端电压也增大解析:由闭合电路欧姆定律I=可知,选项A正确;由路端电压U=E-Ir得,外电路断路时,路端电压应为电源电动势E,选项B错误;当外电路短路时,电路中电流I短=,选项C错误;由路端电压U=IR=·R可知R增大,路端电压增大,选项D正确。
答案:AD2.在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、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解析:电源电动势由电源本身的性质决定,与是否接入外电路无关,即选项A、B、C错误,选项D正确。
答案:D题组二闭合电路欧姆定律的应用3.电动势为2 V的电池接在电路上输出1 A的电流,则可以断定()A.内外电阻相差2 ΩB.外电阻是2 ΩC.内电阻是2 ΩD.内外电阻之和是2 Ω解析:由闭合电路欧姆定律知E=I(R+r),所以R+r==2 Ω,即内、外电阻之和是2 Ω,故选项D正确,A、B、C错误。
答案:D4.一电池在外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为()A.E=2.4 V,r=1 ΩB.E=3 V,r=2 ΩC.E=2.4 V,r=2 ΩD.E=3 V,r=1 Ω解析:当外电路断路时,I=0,U=E=3 V;接上8 Ω负载时,I'= A=0.3 A,则r=--Ω=2 Ω。
答案:B5.如图所示的电路中,电源的电动势和内阻分别为E和r,当闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片时,下列说法正确的是()A.电流表的示数变大,电压表的示数变大B.电流表的示数变大,电压表的示数变小C.电流表的示数变小,电压表的示数变小D.电流表的示数变小,电压表的示数变大解析:闭合开关S,滑片向左移动,外电阻R增大,由I=知总电流I减小,电流表示数减小。
课时分层作业(十三) 闭合电路欧姆定律[基础达标练](15分钟 50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.下列说法正确的是( )A .电源电动势等于路端电压B .外电阻越大,内电压越大C .当外电压增大时,内电压一定减小D .无论外电路如何变化,只要电源的内阻不变则内电压一定不变C [由E =U 外+U 内可知,A 错误,C 正确;由I =E R +r 和U 内=Ir 得U 内=Er R +r,显然外电阻越大,内电压越小,B 、D 错误.]2.以下说法中正确的是( )【导学号:46242148】A .在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流B .静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C .在电源内部正电荷能从负极移动到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D .静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加D [无论电源内部还是电源外部都存在着电场,在外电路中只有电场力做功,电能转化为其他形式的能,而在电源内部,同时存在静电力和非静电力,移动正电荷从负极到正极时,非静电力克服静电力做功,使电荷的电势能增加.由此可知选项D 正确.]3.(多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是( )A .电源的电动势就是电源两极间的电压B .电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大C .电动势的数值等于内、外电路电压之和D .电动势只由电源性质决定,与外电路无关BCD [电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压.当电源接入外电路时,电源有内电压,电源两极间的电压小于电动势,故A 错误;电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故B 正确;根据闭合电路欧姆定律知,电动势的数值等于内、外电路电压之和,故C 正确;电动势由电源性质决定,与外电路无关,故D 正确.]4.(多选)铅蓄电池的电动势为2 V ,这表示( )A .电路中每通过1 C 电量,电源把2 J 的化学能转变为电能B .铅蓄电池断开时两极间的电压为2 VC .铅蓄电池能在1 s 内将2 J 的化学能转化成电能D .铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大ABD [根据电动势的定义和表达式E =W q ,非静电力移动1 C 电荷量所做的功W =qE =1×2 J=2 J ,由功能关系可知有2 J 的化学能转化为电能,A 正确,C 错误.电源两极的电势差(电压)U =E p q,而E p =W ,即Uq =Eq ,所以U =E =2 V ,B 正确.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,因E 蓄电池=2 V >E 干电池=1.5 V ,故D 正确.]5.(多选)如图416所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U I 图象,则下列说法中正确的是( )图416A .电动势E 1=E 2,短路电流I 1>I 2B .电动势E 1=E 2,内阻r 1>r 2C .电动势E 1>E 2,内阻r 1<r 2D .当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大AD [由题图可知两电源的U I 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.]6.一太阳能电池板,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 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是( )【导学号:46242149】A .0.10 VB .0.20 VC .0.30 VD .0.40 VD [电池板没有接入外电路时,路端电压等于电动势,所以电动势E =800 mV ,由闭合电路欧姆定律得短路电流I 短=E r ,所以电池板内阻r =E I 短=80040 Ω=20 Ω.该电池板与20 Ω的电阻器连成闭合电路时,电路中电流I =ER +r =80020+20 mA =20 mA ,所以路端电压U =IR =400 mV =0.40 V .] 二、非选择题(14分)7.如图417所示,电源电动势为6 V ,内阻为1 Ω,R 1=5 Ω,R 2=10 Ω,滑动变阻器R 3阻值变化范围为0~10 Ω,求电路中的总电流变化范围.图417[解析] 当R 3阻值为零时,R 2被短路,外电阻最小,电流最大.R 外=R 1=5 Ω,I =E R 外+r =65+1 A =1 A.当R 3阻值为10 Ω时,外电阻最大,电流最小.R 并=R 3R 2R 3+R 2=5 Ω, R 外′=R 1+R 并=10 ΩI ′=E R 外′+r =610+1A≈0.55 A. [答案] 0.55~1 A[能力提升练](25分钟 50分)一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1.在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( )A .如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B .如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C .如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小D .如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量D [已接电源的闭合电路中,电源电动势和内电压、外电压的关系为:E =U 外+U 内,E 由其自身性质决定,一般不变,所以U 外增大,U 内减小;U 外减小,U 内增大,二者的和始终不变.]2.如图418所示,电源的内阻r 为2 Ω,R 1=10 Ω,R 2=8 Ω,当S 连接1时,电流表的示数为0.2 A ,则将S 切换到2时,电流表的示数变为( )【导学号:46242150】图418A .0.18 AB .0.20 AC .0.24 AD .0.26 AC [根据闭合电路欧姆定律S 连1时有I 1=E R 1+rS 连2时有I 2=E R 2+r两式联立得I 2=0.24 A .]3.在如图419所示电路中,电源的电动势E =9.0 V ,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其最大电阻R =30 Ω;L 为一小灯泡,其额定电压U =6.0 V ,额定功率P =1.8 W ;S 为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B 端,现在接通开关S ,然后将触头缓慢地向A 端滑动,当到达某一位置C 时,小灯泡恰好正常发光.则C 、B 之间的电阻应为( )图419A .10 ΩB .20 ΩC .15 ΩD .5 ΩB [本题中小灯泡恰好正常发光,说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流I 额=P 额U 额=1.86.0 A =0.3 A ,两端电压达到额定电压U 额=6.0 V ,而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC 部分串联,则通过电阻AC 的电流与通过小灯泡的电流相等,故R AC =E -U 额I 额=9.0-6.00.3Ω=10 Ω,所以R CB =R -R AC =20 Ω.]4.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件R 1和限流电阻R 2并联组成,原理图如图4110所示,当通过超导部件的电流大于其临界电流I C 时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流.超导部件正常态电阻R 1=7.5 Ω,临界电流I C =0.6 A ,限流电阻R 2=15 Ω,灯泡L 上标有“5.5 V 2.75 W”,电源电动势E =6 V ,内阻r =1 Ω,原来灯泡正常工作,若灯泡L 突然发生短路,则( )【导学号:46242151】图4110A .灯泡L 短路前通过R 1的电流为13A B .灯泡L 短路后超导部件电阻为零C .灯泡L 短路后通过R 1的电流为23A D .灯泡L 短路后通过R 1的电流为1 AC [灯泡正常工作时,通过灯泡的电流I =P U =2.755.5A =0.5 A <I C ,超导部件处于超导状态,电阻为零,R 2被短路,R 2中电流为零,灯泡L 短路后,电路中电流变为I =E r =6 A >I C ,超导部件由超导态转变为正常态,超导限流器的电阻为R =R 1R 2R 1+R 2=5 Ω,电路中总电流为I 总= ER +r =1 A ,通过R 1的电流I 1=R 2R 1+R 2I 总=23A ,只有选项C 正确.] 二、非选择题(本题共2小题,共26分)5.(10分)如图4111所示,电动势为2 V 的电源跟一个阻值R =9 Ω的电阻连接成闭合电路,测得电源两端电压为1.8 V ,求电源的内阻.图4111[解析] 通过电阻R 的电流为I =U R =1.89A =0.2 A 由闭合电路欧姆定律E =U +Ir ,得电源内阻r =E -U I =2-1.80.2Ω=1 Ω. [答案] 1 Ω6.(16分)在图4112甲所示电路中,R 1、R 2均为定值电阻,且R 1=100 Ω,R 2的阻值未知,R 3是滑动变阻器,在滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U 随电流I 的变化图线如图4112乙所示,其中图线上的A 、B 两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的.求:图4112(1)电源的电动势和内电阻;(2)定值电阻R 2的阻值;(3)滑动变阻器R 3的最大值.【导学号:46242152】[解析] (1)由闭合电路欧姆定律得E =U +Ir将题图乙中A 、B 两点对应的电压和电流代入得E =16+0.2r ,E =4+0.8r ,解得E =20 V ,r =20 Ω.(2)当R 3的滑片自左向右滑动时,R 3的有效阻值变小,使电路的总电阻变小,总电流变大,由此可知,图线上的A 、B 两点是滑片分别位于最左端和最右端时得到的.当滑片位于最右端时,R 3=0,R 1被短路,外电路电阻即为R 2,故由B 点的U 、I 值得R 2=U B I B =40.8Ω=5 Ω. (3)当滑片在最左端时,R 3的有效阻值最大,并对应着图线上的A 点,故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路的电阻,再根据串、并联电路的规律可求出R 3的最大值.R 外=U A I A =160.2 Ω=80 Ω,又R 外=R 1R 3R 1+R 3+R 2 代入数据解得滑动变阻器的最大值R 3=300 Ω.[答案] (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
为可变电阻,电源的电动势为E
A.电容器C两极板间的电场强度增大
B.
为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开始时开关
处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,电源的内阻不能忽略,则下
下列说法不正确的是
在滑动变阻器的滑动触头
.电源的输出功率一定逐渐变小
.电源的供电效率一定逐渐变小
,线圈电阻为R,将它接在电动势为
图像
、用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线,由
是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、
的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻
都不亮,用电压表测得各部
均为理想电表.闭合开关S后,电流表示数
使电流表示数变为0.8A
A。
4.1《闭合电路欧姆定律》每课一练1.下列关于闭合电路的说法中,错误的是( C )A.电源短路时,电源的内电压等于电动势B.电源短路时,路端电压为零C.电源短断时,路端电压最大D.电源的负载增加时,路端电压也增大2.在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是( BCD )A.在任何电路中,电功W=UIt= I2RtB.在任何电路中,电功为UIt,电热为I2RtC.在纯电阻电路中,UIt = I2RtD.在非纯电阻电路中,UIt ≥ I2Rt Array 3.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图象,则下属说法中不正确的示(B)A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1=E2,内阻r1>r2D.当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大4.一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源的内阻为(C)A.1ΩB.2ΩC.4ΩD.8Ω5.在如图所示电路中,当变阻器的滑动头P向b端移动时( B )A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小6.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P E随电流I变化的图线,抛物线ODC为同一直流电源内部放热功率P r随电流I变化的图线,若A、D对应的横坐标为2A,则下面说法正确的是( ABC )A.电源电动势为3V,内阻为1ΩB.线段AD表示的功率为2WC.电流为2A时,外电路电阻为0.5ΩD.电流为3A时,外电路电阻为2Ω7.如图所示,电灯L标有“4V,1W”,滑动变阻器总电阻为50Ω。
当滑片滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表的示数为0.45A。
由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表的示数变为0.5A,电压表的示数为10V。
2018-2019学年沪科选修3-1 探究闭合电路欧姆定律作业课时分层作业(十四)探究闭合电路欧姆定律[基础达标练](15分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于电源的电动势,下面叙述正确的是()A.电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化C.电源的电动势是表示电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量D.在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增大C[电源的电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压,由于电压表有内阻,电压表测得的电压应低于电源电动势,故A错;电源的电动势是由电源本身构造决定的,与其他因素无关,故B、D均错;只有C对.]2. (多选)如图4-1-14所示,当可变电阻R=2 Ω时,理想电压表的示数U=4 V,已知电源的电动势E=6 V,则()图4-1-14A.此时理想电流表的示数是2 AB.此时理想电流表的示数是3 AC.电源的内阻是1 ΩD.电源的内阻是2 ΩAC[如题图所示电压表测量的是路端电压,电流表测的是通过R的电流,由部分电路欧姆定律可得U=IR,故I=2 A;再由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir,将I=2 A,U=4 V,E=6 V代入可得r=1 Ω,故选项A、C正确.]3.如图4-1-15所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列判断正确的是()【导学号:69682196】图4-1-15A.电源电动势E1>E2图4-1-18A.0.28 A B.0.25 AC.0.22 A D.0.19 AC[开关接位置2后,电路的总电阻减小,总电流一定增大,所以不可能是0.19 A.电源的路端电压一定减小,原来路端电压为2 V,所以开关接位置2后路端电压低于2 V,因此电流一定小于0.25 A,所以只能选C.]二、非选择题(14分)7.一太阳能电池板,电动势和内阻值未知.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,测得路端电压是400 mV;若将该电池板与一阻值为60 Ω的电阻器连成一闭合电路,测得路端电压是600 mV.则(1)该太阳能电池板电动势为多少?(2)该太阳能电池板内阻值为多少?【解析】将该电池板与20 Ω的电阻器连接时,根据闭合电路欧姆定律得:E=U1+U1 R1r代入数据得:E=0.4+0.4 20r将该电池板与60 Ω的电阻器连接时,根据闭合电路欧姆定律得:E=U2+U2 R2r代入数据得:E=0.6+0.6 60r联立解得:E=0.8 V,r=20 Ω.【答案】(1)0.8 V(2)20 Ω[能力提升练](25分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1.(多选)如图所示,A、B、C、D四个电路中,电源电动势为E,电阻为r,定值电阻为R0,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,电压表示数将变大的电路是()【导学号:69682198】BD[在电路A、B中,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小.对电路A,电压表测量的是路端电压,由于外电路电阻减小,使路端电压随之减小,不符合题意;对电路B,电压表测量的是定值电阻R0两端的电压,由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大,则电压表示数将变大,符合题意;对电路C,由于电压表位置的特殊性,其示数将不变;而电路D,实际上可认为是一个分压电路,尽管电路电流不变,但当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,电压表测量的电阻增加,则电压表示数将变大.] 2.(多选)A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图4-1-19所示,则下述正确的是()图4-1-19A.电源电动势E A=E BB.电源内阻r A=r BC.电源A的短路电流为0.2 AD.电源B的短路电流为0.3 ABD[由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,U=E,U-I图线的斜率的绝对值的大小等于电源内阻大小.由图看出,A的电动势为2 V,B的电动势为1.5 V,即有电源电动势E A>E B,故A错误.两图线平行,说明电源的内阻相等,即r A=r B,故B正确.电源A的短路电流为I A=E Ar A=2⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-10.2A=0.4 A,故C错误.电源B的短路电流为I B=E Br B=1.5⎪⎪⎪⎪⎪⎪1.5-10.1A=0.3 A,故D正确.]3.如图4-1-20所示的电路中,电源电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=3 Ω,R2=2 Ω,电容器的电容C=100 μF,则下列说法正确的是()【导学号:69682199】图4-1-20A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 VB.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4 CC.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×10-4 CD.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4 CA[闭合开关S,电路稳定后电流I=ER1+R2+r=0.5 A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5 V,选项A正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=100×10-6×1.5 C=1.5×10-4 C,选项B、C错误;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5×10-4 C,选项D错误.]4.如图4-1-21所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的.现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()图4-1-21A.R3断路B.R1短路C.R2断路D.R1、R2同时短路C[灯泡A比原来暗了些,说明灯泡A的电流和电压变小;灯泡B比原来亮了些,说明灯泡B的电压和电流变大.采取代入排除法,将选项逐个代入分析:R3断路→R外增大→R总变大→I减小→U变大,由此可知两灯均变亮,故A错误;R1短路→R外减小→R总减小→I增大,通过灯泡A和B的电流变大,两灯变亮,B错误;同理分析可知C选项正确,D选项错误.]二、非选择题(本题共2小题,共26分)5. (10分)在如图4-1-22所示的电路中,电源电动势E=3.0 V,内电阻r=1.0 Ω,电阻R1=10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω,电容器的电容C=100 μF,电容器原来不带电.求接通开关S后流过R4的总电荷量.【导学号:69682200】图4-1-22【解析】由电阻的串、并联公式得闭合电路的总电阻R总=R1(R2+R3)R1+R2+R3+r,由欧姆定律得通过电源的电流I=ER总,电源的路端电压U=E-Ir,R3两端的电压U′=R3R2+R3U.通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q=CU′.由以上各式并代入数据解得Q=2.0×10-4 C.【答案】 2.0×10-4 C6. (16分)如图4-1-23所示,已知R 1=4 Ω,电流表的示数I =0.75 A ,电压表的示数U =2.0 V .经一段时间后一电阻断路,使电流表的示数变为I ′=0.80 A ,而电压表的示数变为U ′=3.2 V .求:图4-1-23(1)发生断路的电阻是哪一个?(2)电源的电动势和内阻各是多少?【解析】 (1)某一电阻断路前后,电流表、电压表均有示数,说明R 1,R 3没有断路,所以只能是R 2上发生断路,此时,R 1上无电流通过,电压表测量的是路端电压U ′=3.2 V .(2)由于路端电压U ′=3.2 V ,电流表测的是干路电流I ′=0.80 A ,所以R 3=U ′I ′=3.20.80Ω=4 Ω R 2断路前,电压表的示数U =U 2=2.0 V ,路端电压U 0=I ·R 3=(0.75×4) V =3 V对于R 1、R 2支路,根据串联电路的分压原理,U 2U 0-U 2=R 2R 1,R 2=U 2·R 1U 0-U 2=2×43-2Ω=8 Ω 所以电路中总电流I 0=U 0R 3+U 0R 1+R 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫34+34+8 A =1 A 根据闭合电路欧姆定律分析,R 2断路前,E =U 0+I 0r ,即E =3 V +1 A ×rR 2断路后,E =U ′+I ′r ,即E =3.2 V +0.8 A ×r解得E =4 V ,r =1 Ω.【答案】 (1)R 2 (2)4 V 1 Ω。
(答题时间:30分钟)1. 已知电源内阻r=2Ω,灯泡电阻R L=2Ω,R2=2Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为3Ω,如图所示,将滑片P置于最左端,闭合开关S1、S2,电源的输出功率为P0,则()A. 滑片P向右滑动,电源输出功率一直减小B. 滑片P向右滑动,电源输出功率一直增大C. 断开S2,电源输出功率达到最大值D. 滑片P置于最右端时,电源输出功率仍为P02. 温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。
如图甲所示,电源的电动势E=9 V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻R g保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。
闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是()A. 60 ℃B. 80 ℃C. 100 ℃D. 120 ℃3. 如图所示的电路中,开关S闭合后,灯泡A和B都正常发光。
由于电路故障,灯泡B 变暗(没有熄灭),灯泡A变亮,则电路中可能发生的故障是()A. R 1短路B. R 1断路C. R 2短路D. R 2断路4. 如图所示,直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )A. R 1接在电源上时,电源的效率高B. R 2接在电源上时,电源的效率高C. R 1接在电源上时,电源的输出功率大D. R 2接在电源上时,电源的输出功率大5. 如图所示,电路中电源电动势为E ,内阻为r ,C 为电容器,L 为小灯泡,R 为定值电阻,闭合电键,小灯泡能正常发光。
现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离,滑动前后理想电压表V 1、V 2示数变化量的绝对值分别为21,U U ∆∆,理想电流表A 示数变化量的绝对值为I ∆,则( )A. 电源的输出功率一定增大B. 灯泡亮度逐渐变暗C.I U ∆∆1与IU ∆∆2均保持不变 D. 当电路稳定后,断开电键,小灯泡立刻熄灭6. 如图,R 1、R 2和R 3皆为定值电阻,R 4为滑动变阻器,电源电动势为E ,内阻为r 。
4.1闭合电路欧姆定律(一)【课前准备】【课型】新授课【教学目标】(一)知识与技能1.能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,理解各物理量及公式的物理意义及适用条件.2.知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.(二)过程与方法通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用实验探究物理规律的方法.(三)情感态度与价值观通过分析电动势与内、外电压的关系,培养学生物理量守恒的科学思想观【教学重点难点】重点:推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论难点:闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和【教学方法】理论、探究、讨论、分析【教学过程】【复习引入】【问题】静电力做的功W 与电荷量q 及两点间的电势差U 的关系?【回答】W = qU【问题】电势能的物理意义和定义?【回答】电动势表征电源通过非静电力做功把其他形式能量转化为电能本领大小的物理量.qW E 非= 即q E W =非 【问题】部分电路的欧姆定律的内容、表达式及适用范围?【回答】内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. 表达式:RU I = 适用范围:纯电阻电路【问题】电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。
那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?7 闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律【展示】【问题】闭合电路是由哪几部分组成的?【回答】内电路和外电路.【问题】在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?【回答】沿电流方向电势降低。
因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动.【问题】在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?【回答】沿电流方向电势升高.因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处.【总结】只有用导线把电源、用电器连成的循环电路叫做闭合电路,用电器、导线组成外电路,而电源内部为内电路.【问题】当电源不接外电路时(开路时),非静电力与电场力有什么关系?【回答】在电源内部非静电力与电场力平衡,电荷不移动,正、负极间保持一定的电势差.【问题】当电源接上外电路时,电源内部的非静电力与电场力是什么关系?【回答】在外电路正电荷从电源正极向负极移动,电场力做正功;在电源内部正电荷从电源负极移向正极,正电荷所受的非静电力大于电场力,合力的方向是从负极指向正极.【问题】在电源内部非静电力做的功与在外电路中电场力做的功是什么关系?【回答】从能量转化的角度看,在电源内部非静电力反抗电场力所做的功是其他形式的能转化为电能的量度;在外电路中电场力所做的功是电能转化或其他形式的能的量度.【展示】电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高.在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低.闭合电路的电势A为电源正极,B为电源负极电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I【问题】写出在t时间内,外电路中消耗的电能W外是多少?【回答】W外= I2Rt【问题】写出在t时间内,内电路中消耗的电能W内是多少?【回答】内电路中也存在恒定电场,正电荷在电场力的作用下移动,W 内 = I 2rt【问题】写出在t 时间内,电源中非静电力做的功W 是多少?W =Eq =EIt【问题】静电力做功等于消耗的电能,非静电力做功等于转化的电能,根据能量守恒,能得到什么?【回答】根据能量守恒定律,W =E 外+E 内即,EIt =I 2Rt +I 2rt 整理得:E =IR +Ir【问题】若外电路是纯电阻电路,依据上面得到的结果,推导出闭合电路中的电流I 与电动势E 、内阻r 、外电阻R 的关系式? 【回答】r R E I += 【过渡】根据部分电路电路的欧姆定律,总结闭合电路的欧姆定律的内容、表达式,闭合电路欧姆定律的适用范围.【总结】闭合电路的欧姆定律内容:闭合电路中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,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律.表达式式: rR E I += 适用条件:外电路是纯电阻的电路。
1 欧姆定律1.(多选)下列说法中正确的是( )A .由R =U I 知,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比B .比值U I 反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R =U IC .导体电流越大,电阻越小D .由I =U R 知道,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比BD [R =U I 是电阻的定义式,给出了求电阻的一种方法,但电阻与加在它两端的电压和通过它的电流无关,由自身因素决定其大小,故A 、C 错误,B 正确;对于给定的一段导体,通过它的电流与加在它两端的电压成正比,D 正确.]2.某电解池中,若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )A .0B .0.8 AC .1.6 AD .3.2 AD [由I =q t 知I =1.0×1019×2×1.6×10-19+2.0×1019×1.6×10-192A =3.2 A ,D 项正确.] 3. (多选)一横截面积为S 的铜导线,流过的电流为I ,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q ,此时电子的定向运动速率为v ,在Δt 时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A .n v S ΔtB .n v Δt C.I Δt q D.I Δt Sq思路点拨:Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线v Δt 长度内所含的自由电子数.AC[由I=Qt可得,在Δt时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt,所以在这段时间内通过的自由电子数为N=Qq=IΔtq,所以C对、D错;由于自由电子定向运动的速率是v,所以在时间Δt内,位于横截面积为S、长为l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面,这段导线的体积V=Sl=S vΔt,所以Δt内通过横截面的自由电子数为N=nV=n v SΔt,A对、B错.]4.(多选)根据欧姆定律,下列说法中正确的是()A.从关系式U=IR可知,导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R 共同决定B.从关系式R=UI可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C.从关系式I=UR可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比D.从关系式R=UI可知,对一确定的导体来说,所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值CD[U=IR和I=UR的意义不同,可以说I由U和R共同决定,但不能说U由I和R共同决定,因为电流产生的条件是导体两端存在电势差,故A错,C对;可以利用R=UI计算导体的电阻,但R与U和I无关,故B错,D对.]5.某段金属导体两端的电压是8 V时,通过的电流是2 mA,如果给这段导体两端加上50 V的电压,则用以下哪个电流表测通过这段导体的电流最精确() A.0~6 mA电流表B.0~10 mA电流表C.0~15 mA电流表D.0~50 mA电流表C[由电阻定义知R=UI=82×10-3Ω=4 000 Ω.当电压为50 V时,由欧姆定律得I=504 000A=0.0125 A=12.5 mA,由于12.5 mA最接近15 mA并且不超量程,故应选C.]6.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图2-1-5所示,则下列说法中正确的是()图2-1-5A .加5 V 电压时,导体的电阻为5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻约为1.4 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小AD [对某些电学元件,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的U I 值仍表示该点所对应的电阻值.本题中给出的导体在加5 V 电压时,U I 值为5 Ω,所以此时电阻为5 Ω;当电压增大时,U I 值增大,即电阻增大,综合判断可知B 、C项错误.]7.小灯泡的伏安特性曲线如图2-1-6中的AB 段(曲线)所示.由图可知,AB 段灯丝的电阻因温度的影响改变了 ( )A .5 ΩB .10 ΩC .1 ΩD .6 Ω图2-1-6B [R 1=U 1I 1=31.0×10-1 Ω=30 Ω; R 2=U 2I 2=61.5×10-1Ω=40 Ω. ΔR =R 2-R 1=10 Ω.B 项正确.]8.以下说法正确的是( )A .只要有可以自由运动的电荷,就存在持续电流B .金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C .电流的传导速率就是导体内自由电子的定向运动速率D.在金属导体内当自由电子定向运动时,它们的热运动就消失了B[要有持续电流必须有电压,A错误.导体中形成电流的原因是在导体两端有电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子在电场力作用下定向运动形成电流,B正确.电流的传导速率等于光速,电子定向运动的速率很小,C错误.在形成电流时电子定向运动,并不影响其热运动,D错误.故选B.]9.(多选)如图2-1-7所示,半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则下列说法正确的是()A.橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍D.若使ω、Q不变,使环半径增大,电流将变大图2-1-7BC[因为电流方向为正电荷的定向运动方向,所以橡胶圆环中产生的是逆时针方向的电流,选项A错误;截取圆环的任一截面S,如题图所示,在橡胶圆环运动一周的时间T内,通过这个截面的电荷量为Q,则有I=qt=QT,又T=2πω,所以I=Qω2π,可以看出ω不变、Q变为原来的2倍时,电流变为原来的2倍,选项B正确;Q不变,ω变为原来的2倍时,电流也变为原来的2倍,选项C正确;由I=Qω2π知,电流的大小与橡胶圆环半径无关,选项D错误.]10.如图2-1-8所示的图像所对应的两个导体:(1)电阻关系R1∶R2为多少?(2)若两个导体中的电流相等(不为零),电压之比U1∶U2为多少?(3)若两个导体的电压相等(不为零),电流之比I1∶I2为多少?图2-1-8[解析] (1)因为在I -U 图像中,R =1k =U I所以R 1=10×10-35×10-3Ω=2 Ω R 2=10×10-315×10-3Ω=23 Ω,所以R 1∶R 2=2∶⎝ ⎛⎭⎪⎫23=3∶1. (2)由欧姆定律得U 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2由于I 1=I 2,则U 1∶U 2=R 1∶R 2=3∶1.(3)由欧姆定律得I 1=U 1R 1,I 2=U 2R 2. 由于U 1=U 2,故I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶3.[答案] (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶311.如图2-1-2所示的电解槽中,如果在4 s 内各有8 C 的正、负电荷通过面积为0.8 m 2的横截面AB ,那么:(1)指出正、负离子定向移动的方向;(2)电解槽中的电流方向如何?(3)4 s 内通过横截面AB 的电荷量为多少?(4)电解槽中的电流为多大?图2-1-2[解析] (1)电源与电解槽中的两极相连后,左侧电极电势高于右侧电极,电解槽中电场方向由左指向右,故正离子向右移动,负离子向左移动.(2)电解槽中的电流方向向右.(3)8 C 的正电荷向右通过横截面AB ,而8 C 的负电荷向左通过该横截面,相当于又有8 C 正电荷向右通过该横截面,故4 s 内通过横截面AB 的电荷量为16 C.(4)由电流的定义得I =q t =164 A =4 A.[答案] (1)正离子向右运动,负离子向左运动(2)向右 (3)16 C (4)4 A12.来自质子源(初速度为零)经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速,形成电流为1 mA 的细柱形质子流.已知质子所带电荷量为e =1.60×10-19 C ,则这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少?假设分布在质子源到靶间的加速电场是均匀的,在与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n 1和n 2,则n 1n 2为多少? [解析] 根据电流的定义,1 s 内通过质子流横截面的电荷量为Q =It =1×10-3×1 C =1×10-3 C所以这束质子流每秒钟打到靶上的质子数为 n =Q e =1×10-31.60×10-19=6.25×1015(个) 因为电流处处相等,根据电流的微观表达式I =nqS v 得n 1v 1=n 2v 2质子在加速电场中做匀加速运动,有v 21=2aL ,v 22=2a ·4L 所以v 1∶v 2=1∶2,故n 1∶n 2=2∶1. [答案] 6.25×1015个 2∶1。
4.1闭合电路欧姆定律(2课时)第1课时一、教学目标1.知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压;从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
2.明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。
3.熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。
二、教学重点、难点分析:1.重点:闭合电路欧姆定律的内容;2.难点:应用闭合电路欧姆定律进行简单电路的分析计算。
三、教学方法:实验演示,启发式教学四、教具:不同型号的干电池若干、小灯泡(3.8V)、电容器一个、纽扣电池若干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、电路示教板一块、示教电压表(0~2.5V)两台、10Ω定值电阻一个、滑线变阻器(0~50Ω)一只、开关、导线若干。
五、教学过程:(一)新课引入教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流。
那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差。
)演示:将小灯泡接在充电后的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭。
)为什么会出现这种现象呢?分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差。
当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流,但这是一瞬间的电流。
因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减小为零,所以电流减小为零,因此要得到持续的电流,就必须有持续的电势差。
教师:能够产生持续电势差的装置就是电源。
那么,如何描述电源的特性?电源接入电路,组成闭合电路,闭合电路中的电流有什么规律呢?这节课我们就来学习闭合电路欧姆定律。
(二)进行新课【板书】第七节闭合电路欧姆定律【板书】一、闭合电路欧姆定律【板书】1.闭合电路的组成闭合电路由两部分组成,一部分是电源外部的电路,叫做外电路,包括用电器和导线等。
另一部分是电源内部的电路,叫内电路,如发电机的线圈、电池的溶液等。
外电路的电阻通常叫做外电阻。
4.1探究闭合电路欧姆定律1.(多选)下列关于电源的说法,正确的是()【导学号:69682188】A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功C.电源的电动势与外电路有关D.在电源内从负极到正极电势升高BD[电源向外提供的电能多,说明电源储存的能量多,而电动势表示电源内非静电力做功时把其他形式的能转化为电能的本领,故A错误,B正确;电源电动势由电源本身决定,与外电路无关,C错误;在电源内从负极到正极电势升高,D正确.]2.(多选)若用E表示电源电动势,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() A.U=2U′B.U′=E-UC.U=E+Ir D.U=RR+r·EBD[由闭合电路欧姆定律可知,E=U+U′=Ir+IR,U=IR,可推得:U′=E-U,U=Er+R·R.故B、D正确,A、C错误.]3.如图4-1-1所示的电路中,把R由2 Ω改变为6 Ω时,电流强度减小为原来的一半,则电源的内电阻应为()【导学号:69682189】图4-1-1A.4 ΩB.8 ΩC.6 ΩD.2 ΩD[根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r),当R=2 Ω时,E=I(2+r),当R=6 Ω时,E=I2(6+r),解得r=2 Ω,故D正确.]4.(多选)关于电源,下列说法中正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电势能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多AC[电源内部存在由正极指向负极的静电场,静电力阻碍电源内电荷的运动,非静电力克服这种阻碍使正电荷由负极向正极运动,增加了电势能,A对.电源的电动势在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功,做功越多,电动势越大,B错,C对.电动势大小表示非静电力移动电荷的本领大小,而不是移动电荷的数量多少,D错.]5.如图4-1-3为电源和导线内移送电荷的情况.则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于()图4-1-3A.电源电动势B.电路中电流的大小C.电源的内阻D.电源的容量A[移送电荷一周所释放的能量,就是电源提供给它的电能,数值等于电源内部非静电力做功的数值,即W=Eq.题干中限定了单位正电荷,可见W的数值只取决于E,故A对,B、C、D错.]6.下列对电源电动势概念的认识中正确的是( )【导学号:69682190】A .电源电动势等于电源两极间的电压B .在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和C .电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大D .电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同B [电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压,若电路闭合时由于存在内电压,此时电源两极间的电压小于电源电动势,故A 项错.电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,即在电路中通过一定电量时,电源提供的电能越多,电动势就越大,并不是电源把其他形式能转化为电能越多,电动势就越大,因为转化的能量除与电动势有关外,还与所经历的时间、用电情况有关,故C 项错.电动势和电势差意义不同,电势差是表示电能转化为其他形式能的本领的物理量,故D 项错.]7 (多选)如图4-1-5是根据某次实验记录数据画出的U -I 图像,下列关于这个图像的说法中正确的是( )图4-1-5A .纵轴截距表示待测电源的电动势,即E =3.0 VB .横轴截距表示短路电流,即I 短=0.6 AC .根据r =E I 短,计算出待测电源内电阻为5 Ω D .根据r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ,计算出待测电源内电阻为1 Ω 思路点拨:①根据U -I 图像,纵轴截距表示电动势.②由于纵轴上数据不是从零开始,所以横轴截距不表示短路电流,内阻只能用r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 计算.AD [由闭合电路欧姆定律可知:U =E -Ir ,由数学知识可知,纵轴截距为电源的电动势,故电动势为E =3.0 V ,故A 正确;图像的斜率表示电源的内阻,即r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =3-2.40.6 Ω=1 Ω,故D 正确,C 错误;当外电路电阻R =0时,外电路短路,短路电流为I 短=E r =31 A =3 A ,故B 错误.]8. (多选)图4-1-6为某电源的U -I 曲线,由图可知( )【导学号:69682191】图4-1-6A .电源电动势为2 VB .电源内电阻为13 ΩC .电源短路时电流为6 AD .路端电压为1 V 时,电路中电流为5 AAD [根据闭合电路欧姆定律可知U =E -Ir =-rI +E ,可见U -I 图像的纵轴截距即为电源的电动势,图像斜率的绝对值即为电源的内电阻r ,由图像可得:电动势E =2 V ,内阻r =2-0.86 Ω=0.2 Ω,故A 正确,B 错误;当外电阻为0时,电源短路,则短路电流I 短=E r =20.2 A =10 A ,故C 错误;当U =1.0 V 时,由E =U +Ir 可得,I =E -U r =2-1.00.2 A =5.0 A ,故D 正确.]9. 如图4-1-8所示,两电表均为理想电表,电流表、电压表的示数为I 和U ,当滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表、电压表示数变化量为ΔI 、ΔU ,下列说法中正确的是( )图4-1-8A.I增大,U增加B.I减小,U减小C.ΔUΔI不变D.ΔUΔI增大思路点拨:①滑片向右滑动时,滑动变阻器阻值减小,电路中总电阻减小.②外电路电阻减小时,路端电压减小.C[当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流变大,路端电压减小,则U变小,I变大,故A、B错误;根据闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir,则ΔUΔI=r,故D错误,C正确.]10.如图4-1-9所示,当滑动变阻器的滑片P向上端移动时,则电表示数的变化情况是()【导学号:69682192】图4-1-9A.V1减小,V2增大,A增大B.V1增大,V2减小,A增大C.V1增大,V2增大,A减小D.V1减小,V2减小,A减小C[P向上端移动,R3的有效电阻增大,外电阻R外增大,干路电流I减小,路端电压U1增大,判断出V1示数增大.由I减小知,内电压U内和R1两端电压U R1减小,由U1增大知R2和R3并联电路两端电压U2增大,判断出V2示数增大.由V2示数增大知通过R2的电流I2增大,而干路电流I减小,所以R3中的电流减小,即A示数减小,所以C正确.]11.如图4-1-10所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,A为灯泡,D为理想电压表.在变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中()图4-1-10A.A灯变亮,D示数变大B.A灯变亮,D示数变小C.A灯变暗,D示数变大D.A灯变暗,D示数变小D[变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中滑动变阻器连入电路的电阻减小,故电路总电阻减小,根据闭合回路欧姆定律可得路端电压减小,即D 的示数减小,由于总电阻减小,故总电流增大,所以R两端的电压增大,而路端电压是减小的,所以并联电路两端的电压减小,所以灯泡A两端的电压减小,故A灯变暗,D正确.]12.(多选)下列关于电动势的理解正确的是()【导学号:69682193】A.电源的电动势越大,非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多B.电源的电动势越大,非静电力移动相同电荷量产生的电能一定越多C.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量D.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关BC[在电源内部,非静电力移送的电荷量为q=It,电动势大的,移送的电荷量不一定多,A错误;由W=Eq知,电动势越大,非静电力移动相同电荷量做的功越多,产生的电能也越多,B正确;由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,C正确;电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的大小无关,跟外电路也无关,D错误.] 13.(多选)如图4-1-11所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是()图4-1-11A.当S断开时,U AC=9 VB.当S闭合时,U AC=9 VC.当S闭合时,U AB=7.5 V,U BC=0D.当S断开时,U AB=0,U BC=0AC[当S断开时,U AC与U BC为路端电压,等于电源电动势,选项A正确,选项D错误;当S闭合时,U AC=U AB=ER+rR=7.5 V,U BC=I×0=0,选项B 错误,选项C正确.]14.(多选)如图4-1-12所示的电路中,滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中,三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,下列各值可能出现的是()【导学号:69682194】图4-1-12A.ΔU1=3 VΔU2=2 VΔU3=1 VB.ΔU1=1 VΔU2=3 VΔU3=2 VC.ΔU1=0.5 VΔU2=1 VΔU3=1.5 VD.ΔU1=0.2 VΔU2=1 VΔU3=0.8 VBD[滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中,电压表V2示数减小,V3示数增大.滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中,外电路电阻减小,路端电压即电压表V1示数减小.电压表V2示数减小值等于电压表V3示数增大值与电压表V1示数减小值之和,B、D正确.]15.电路图如图4-1-13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的U-I图线分别如图4-1-13乙所示,求:甲乙图4-1-13(1)电源的电动势和内阻;(2)电源的路端电压.【解析】(1)由题图乙所示U-I图线知:电源电动势E=4 V,短路电流I短=4 A,故内阻r=EI短=1 Ω.(2)由题图乙知:电源与电阻构成闭合电路时对应路端电压U=3 V.【答案】(1)4 V 1 Ω(2)3 V16.如图4-1-7所示,电动势为2 V的电源跟一个阻值R=9 Ω的电阻连接成闭合电路,测得电源的两端电压为1.8 V,求电源的内阻.图4-1-7【解析】通过电阻R的电流为I=UR=1.89A=0.2 A由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得电源内阻r=E-UI=2-1.80.2Ω=1 Ω.【答案】 1 Ω。
[随堂检测]1.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 .因为U =IR ,所以路端电压U 与R 成正比C .因为U =IR ,所以当I 增大时,路端电压U 也增大D .因为U =E -Ir ,所以当I 增大时,路端电压U 减小解析:选D .电源电动势不变,路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小,故A 错误;路端电压不能根据U =IR 来判断,而应由U =E1+r R 判断,显然U 与R 不成正比,故B 错误;当I 增大时,说明R 减小,故不能根据U =IR 判断路端电压的变化,而应由U =E -Ir 分析,E 、r 不变,I 增大,U 减小,故C 错误、D 正确.2.(2018·济南高二质检)电动势为2 V 的电池在电路上输出1 A 的电流,可以断定( ) A .内、外电阻相差2 Ω B .外电阻是2 ΩC .内电阻是2 ΩD .内、外电阻之和是2 Ω解析:选D .由闭合电路欧姆定律I =E R +r可知D 正确.3.(2018·甘肃兰州一中高二期末)一电池外电路断开时的路端电压为3 V ,接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V ,则可以判定电池的电动势E 和内电阻r 为( )A .E =2.4 V ,r =1 ΩB .E =3 V ,r =2 ΩC .E =2.4 V ,r =2 ΩD .E =3 V ,r =1 Ω解析:选B .外电路断开时的路端电压等于电源电动势,E =3 V ;根据欧姆定律,电路中电流I =UR =0.3 A ;根据闭合电路的欧姆定律E =U +Ir ,解得电源内阻r =E -U I =2 Ω,故A 、C 、D 错误,B 正确.4.(2018·四川双流中学检测)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下面结论正确的是( )A .电源的电动势为1.0 VB .电源的内阻为2.0 ΩC .电源的短路电流为0.5 AD .电源的内阻为12.0 Ω解析:选B .由闭合电路欧姆定律U =E -Ir 得,当I =0时,U =E ,即图线与纵轴交点表示断路状态,电动势E =6.0 V ,故 A 错误;电源的内阻等于图线斜率的绝对值大小,r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =⎪⎪⎪⎪6.0-5.00.5 Ω=2.0 Ω,故B 正确,D 错误;外电阻R =0时,短路电流为I =E r =6.02.0A =3.0 A ,故C 错误. 5.(多选)如图所示,用两节干电池点亮几只小灯泡,当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是( )A .灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗B .灯多时各灯两端的电压较低C .灯多时通过电池的电流较大D .灯多时通过各灯的电流较大解析:选ABC .由于电灯并联在电路中,所以接入电路的电灯越多,总电阻越小,电路的总电流越大,选项C 正确;此时电源的内电压越大,路端电压越低,选项B 正确;流过每个灯的电流越小,每个电灯越暗,选项A 正确、选项D 错误.[课时作业]一、单项选择题1.对于电动势的定义式E =Wq 的理解,正确的是( )A .E 与W 成正比B .E 与q 成反比C .E 的大小与W 、q 无关D .W 表示非静电力解析:选C .电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量,与W 、q 无关. 2.关于电源电动势,下列说法中正确的是( ) A .同一电源接入不同的电路电动势会发生改变 B .电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压C .电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,与是否接外电路无关D .电源电动势与电势差是一回事解析:选C .电动势由电源本身的性质决定,A 错,C 对.电动势和电压是两个不同的物理量,断路时,电源两端的电压在数值上等于电动势,故B 、D 错.3.一个电源分别接上8 Ω和2 Ω的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源内阻为( )A .1 ΩB .2 ΩC .4 ΩD .8 Ω解析:选C .由P =I 2R 得:P 1=E 2(8+r )2×8,P 2=E 2(2+r )2×2.又P 1=P 2,所以r =4 Ω.4.将电阻R 1和R 2分别单独与同一电源相连,在相同的时间内,两电阻发出的热量相同,则电源内阻应为( )A .R 1+R 22B .R 1R 2R 1+R 2C . R 1R 2D .R 1+R 2R 1R 2解析:选C .由题意知⎝⎛⎭⎫E R 1+r 2R 1t =⎝⎛⎭⎫E R 2+r 2R 2t ,整理得r =R 1R 2,选项C 正确. 5.(2018·惠州高二测试)如图所示,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( )A .5∶3B .3∶5C .2∶3D .3∶2解析:选D .S 断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E =3 V .S 闭合时,U 外=1.8 V ,所以U 内=E -U 外=1.2 V.因U 外=IR ,U 内=Ir ,所以R ∶r =U 外∶U 内=1.8∶1.2=3∶2.6.(2018·河南南阳一中高二月考)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常数),图线b 是某电阻R 的U -I 图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )A .5.5 ΩB .7.0 ΩC .12.0 ΩD .12.5 Ω解析:选A .由欧姆定律得U =E -Ir ,当I =0时,E =U ,由a 与纵轴的交点读出电源的电动势为:E =3.6 V.根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为U =2.5 V ,电流为I =0.2 A ,则硅光电池的内阻为:r =⎪⎪⎪⎪E -U I =5.5 Ω,故 A 正确.二、多项选择题7.(2018·河北冀州中学高二月考)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图象,则下列说法中正确的是( )A .电动势E 1=E 2,发生短路时的电流I 1>I 2B .电动势E 1=E 2,内阻r 1>r 2C .电动势E 1=E 2,内阻r 1<r 2D .当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大解析:选ACD .图象的纵截距表示电流为零的情况下外电路电压,即断路情况,此时外电压大小等于电源电动势,两者的纵截距相同,表示电源电动势相同,所以E 1=E 2,图象的横截距表示外电路电压为零时,电路的电流,即短路电流,所以短路电流I 1>I 2,图象斜率的绝对值表示电源内阻,所以r 1<r 2,故A 、C 正确,B 错误;根据U =E -Ir 可知,|ΔU |=r |ΔI |,内阻r 1<r 2,故当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大,D 正确.8.如图所示,电源内阻为r ,此电源为线圈电阻是R 的直流电动机供电,当电动机正常工作时,电源两端的电压是U ,通过电动机的电流是I ,则以下判断正确的是( )A .电源的电动势为I (R +r )B .电源的输出功率为UIC .电动机内部发热功率为I 2RD .电动机的机械功率为UI -I 2R解析:选BCD .此电路是非纯电阻电路,由闭合电路欧姆定律得E =U +Ir ,其中U >IR ,故A 错误;电源的输出功率为P =UI ,故B 正确;电动机内部发热功率P 热=I 2R ,故C 正确;电动机的机械功率为P -P 热=UI -I 2R ,故D 正确.9.如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是( )A .电源的电动势为50 VB .电源的内阻为253ΩC .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V解析:选ACD .电源的路端电压和电流的关系为:U =E -Ir ,显然直线①的斜率的绝对值等于r ,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出E =50 V ,r =⎪⎪⎪⎪⎪⎪50-200-6 Ω=5 Ω,A 正确,B 错误;当电流为I 1=2.5 A 时,由回路中电流I 1=Er +R 外,解得外电路的电阻R 外=15 Ω,C 正确;当输出功率为120 W 时,由题图中P -I 关系图线看出对应干路电流为4 A ,再从U -I 图线读取对应的输出电压为30 V ,D 正确.10.如图所示,一台电动机提着质量为m 的物体,以速度v 匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R ,电源电动势为E ,通过电源的电流为I ,当地重力加速度为g ,忽略一切阻力及导线电阻,则( )A .电源内阻r =EI -RB .电源内阻r =E I -mg vI2-RC .如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大D .如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小解析:选BC .电动机的输入功率P 1=UI ,热功率P 2=I 2R ,输出功率P 3=mg v ,P 1=P 2+P 3,可解得:U =IR +mg v I ,又由闭合电路欧姆定律得:E =U +Ir ,解得:r =E I -mg vI 2-R ;当电动机被卡住时,电动机变成纯电阻元件,总电流I 总=ER +r,电流增大,故电源消耗的功率P 增大,所以选项B 、C 正确.三、非选择题11.在如图甲所示的电路中,A 、B 为定值电阻,C 为滑动变阻器.现用描点法绘出当滑动变阻器的滑动触头从最左端滑到最右端的过程中,电源的输出电压与输出电流的关系图线,如图乙中线MN ,且M 、N 两点为滑动触头在最左或最右端时所对应的点.已知定值电阻A 的阻值为R A =100 Ω,电源有一定的内阻.求:(1)电源的内阻以及定值电阻B 的阻值R B ; (2)滑动变阻器C 的最大电阻值.解析:(1)由题图乙可知,电源的电动势为E =20 V ,内阻r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =20 Ω 当P 滑到C 的右端时,A 被短路,电路参数对应题图乙中的N 点,即 U B =4 V ,I B =0.8 A , 得R B =U BI B=5 Ω.(2)当P 滑到C 的左端时,由题图乙知此时U 外=16 V ,I 总=0.2 A 所以R 外=U 外I 总=80 Ω因为R 外=R A R CR A +R C +R B所以R C =300 Ω.答案:(1)20 Ω 5 Ω (2)300 Ω12.(2018·江苏泰州中学月考)如图所示的电路中,R 1=9 Ω,R 2=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(各表均为理想电表),求:(1)R 3的电阻值;(2)电源的电动势E 和内阻r .解析:(1)根据欧姆定律得:电阻R 2两端的电压U 2=I 2R 2=0.2×30 V =6 V 则R 1两端的电压U 1=U -U 2=(11.4-6) V =5.4 V 根据欧姆定律得:I 1=U 1R 1=5.49 A =0.6 A根据串并联电路电流关系得: I 3=I 1-I 2=(0.6-0.2) A =0.4 A根据欧姆定律得:R 3=U 2I 3=60.4 Ω=15 Ω.(2)根据闭合电路欧姆定律得:E =U +Ir 所以E =11.4+0.6r ① E =0.3×(9+30)+0.3r ② 代入数值得E =12 V ,r =1 Ω. 答案:(1)15 Ω (2)12 V 1 Ω。