人教版物理选修31学案：2.7《闭合电路的欧姆定律》含答案.doc

7闭合电路的欧姆定律素养目标定位※※理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决有关的电路问题※※理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图象表达，并能用来分析、解决有关问题※理解闭合电路的功率表达，知道闭合电路欧姆定律是能量转化与守恒的一种表现形式素养思维脉络知识点1 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路组成（1)外电路：电源__外__部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势__降低__。

(2)内电路:电源__内__部的电路，在内电路中,沿电流方向电势__升高__。

2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I，在时间t内，__非静电力做功__等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝__I2Rt＋I2rt__.3．闭合电路欧姆定律(1）概念:闭合电路中的电流与__电源的电动势__成正比，与内、外电路中的__电阻之和__成反比。

（2）表达式：I＝__错误!__公式中,R表示外电路的总电阻，E表示电源的电动势，r是电源内阻。

（3)适用范围:__纯电阻__电路。

知识点2 路端电压与负载的关系1．路端电压与电流的关系（1)公式:U＝__E－Ir__。

（2)图象(U－I):如图所示是一条倾斜的直线,该直线与纵轴交点的纵坐标表示__电动势__，斜率的绝对值表示电源的__内阻__。

2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U__增大__，当R增大到无限大（断路）时,I＝0，U＝__E__。

（2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U__减小__，当R减小到零时，I＝错误!，U＝__0__。

思考辨析『判一判』(1)闭合电路沿着电流的方向电势一定降低。

（×)（2)闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比.（√)（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.( ×)(6）纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻R的增大而增大。

7 闭合电路的欧姆定律学习目标1.经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程.体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,理解内、外电路的能量转化.2.理解内、外电路的电势降落,理解闭合电路欧姆定律.3.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载、电流的关系.自主探究1.闭合电路:.外电路:.内电路:.2.闭合电路的欧姆定律:.合作探究一、课题引入[演示实验一]当开关S1闭合,灯泡L1发光.当开关S2闭合,请观察灯泡L1亮度如何变化.[小组合作]猜想:灯泡L1亮度为什么会这么变化?二、认识闭合电路1.闭合电路:.2.外电路:.3.内电路:.[小组合作](1)电源起什么作用?.(2)电源怎么实现提供电能?.(3)如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领?.(4)如何定量描述非静电力做的功?.(5)电源提供的电能消耗到了哪里?.三、闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律:.【巩固训练】如图所示,R1=14 Ω,R2=9 Ω.当开关处于位置1时,电流表示数I1=0.2 A;当开关处于位置2时,电流表示数I2=0.3 A.求电源的电动势E和内阻r.四、讨论及应用1.路端电压、内电压和电动势的关系(1)实验验证[演示实验二]实验证明:U路+U内是一个定值.解决几个问题:①用V1测.②用V2测.如图实验装置,改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录外电路电压和内电路电压的数据.(2)内、外电路电势降落之和U外+U内等于.即.2.路端电压与电流的关系:[小组合作]①[演示实验一]中,当开关S2闭合,灯泡L1变暗,请同学们解释实验现象.②当开关S3闭合时,灯泡L1、L2亮度会有什么变化?[小组合作]①图线与纵坐标交点的物理意义.②图线与横坐标交点的物理意义.③直线斜率的物理意义.结论:①图线与纵坐标交点的物理意义:.②图线与横坐标交点的物理意义:.③直线斜率的物理意义:.课堂检测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的能转化为电能的本领大小的物理量D.在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压变大,电源的电动势也变大2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流40 mA.如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()A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V3.某学生在研究串联电路的电压时,接成如图所示电路,接通S后,他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U,当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U,当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,则出现此种情况的原因是(R1,R2阻值相差不大)()A.AB段断路B.BC段断路C.AB段短路D.BC段短路4.如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A.电灯L更亮,安培表的示数减小B.电灯L更亮,安培表的示数增大C.电灯L更暗,安培表的示数减小D.电灯L更暗,安培表的示数增大5.如图所示的电路中,当变阻器R3的滑动片P向b端移动时()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,则下列说法中不正确的是()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7.一个电源分别接上8 Ω和2 Ω的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源的内阻为()A.1 ΩB.2 ΩC.4 ΩD.8 Ω8.在如图所示的电路中,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.9.如图所示,电灯L标有“4 V 1 W”,滑动变阻器总电阻为50 Ω.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0.45 A.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0.5 A,电压表的示数为10 V.若导线完好,电路中各处接触良好.试问:1)发生故障的是短路还是断路,发生在何处?(2)发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为多大?(3)电源的电动势和内阻为多大?教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

第7节 闭合电路的欧姆定律一. 课前预习1、闭合电路欧姆定律(1)内电路和外电路： 闭合电路是由 电路和 电路两部分组成。

在外电路中，沿电流方向，电势 ；在内电路中，沿电流方向，电势 。

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。

(2)闭合电路的欧姆定律①内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 比，跟内、外电路的电阻之和成 比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。

②公式：③适用条件：外电路是 的电路。

(3)根据欧姆定律，外电路两端的电势降落为U 外= ，习惯上称为路端电压，内电路的电势降落为U 内= ，代入E =IR + Ir 得该式表明，电动势等于 。

2、路端电压与负载的关系(1)对给定的电源，E 、r 均为定值，外电阻R 增大时，电流I ，路端电压 ；R 减小时，电流I ，路端电压 。

(2)两种特殊情况：①在闭合电路中，当外电阻等于零时，常称之为短路。

当发生短路时，外电阻R =0，U 外= ，U 内= ，故短路电流I = 。

一般情况下，电源内阻很小，像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω，干电池的内阻通常也不到1 Ω，所以短路时电流很大，可能烧坏电源，甚至引起火灾。

②当外电阻很大时，外电阻R →∝，常称之为断路。

断路时，电流I = ，U 内= ，U 外= 。

电压表测电动势就是利用了这一原理。

1、(1)内、外、降低、升高 (2、正、反、I =、纯电阻、IR 、Ir 、内外电路电势降落之和 2、(1)减小、增大、增大、减小 (2)、0、E =Ir 、；0、0、E 二．课堂练习1． 关于电动势，下面的说法正确的是（CD ）A ．电源的电动势等于电源没有接入电路时，两极间的电压。

所以当电源接入电路时，电动势将发生改变。

B ．闭合电路时，并联在电源两端的电压表的示数就是电源的电动势C ．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小的物理量D ．在闭合电路中，电源的电动势等于内，外电路上电压之和。

第二章 7基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5～7题为多选题) 1．关于闭合电路，下列说法正确的是( ) A ．电源短路时，放电电流为无限大 B ．电源短路时，内电压等于电源电动势 C ．用电器增加时，路端电压一定增大D ．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势 答案：B解析：电源短路时，R ＝0，放电电流I ＝Er ，U 内＝E ，A 错误，B 正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C 错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D 错误。

2．一太阳能电池板，测得它的开路电压(电动势)为800mV ，短路电流为40mA ，若将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A ．0.10VB ．0.20VC ．0.40VD ．0.60V答案：D解析：r ＝E I 短＝0.80.04Ω＝20Ω，U ＝ER ＋rR ＝0.6V 。

3．一同学将变阻器与一只6V,6～8W 的小灯泡L 及开关S 串联后接在6V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光。

按此图的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )A ．变暗B ．变亮C ．亮度不变D ．可能烧坏灯泡答案：B解析：由图可知，变阻器接入电路的是PB 段的电阻丝，当滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B 选项正确。

由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡。

4．(福建师大附中2014～2015学年高二上学期期末)在如图所示的电路中，开关S 原来是闭合的，现将S断开，则灯泡L亮度变化和电容器C带电量变化情况是() A．灯泡L变亮、电容器C带电量增加B．灯泡L变亮、电容器C带电量减少C．灯泡L变暗、电容器C带电量增加D．灯泡L变暗、电容器C带电量减少答案：A解析：由图可知，当开关闭合时，R2与L串联后与R3并联，再与R1串联；当开关断开时，R3断开，总电阻增大，总电流减小，R1分压及内电压减小，灯泡两端电压增大；故灯泡变亮；电容器并联在电源两端，因内电压减小，路端电压增大，故电容器两端电压增大，由Q＝UC可知，电容器带电量增加。

2.7《闭合电路的欧姆定律》一、【学习与讨论】学点一：闭合电路欧姆定律的相关问题1．闭合电路欧姆定律的推导设一个闭合电路中，电源电动势为E，内阻为r，内电路电压为U内，外电路电阻为R ，路端电压为U外，电路电流为I，则E＝U内＋U外①根据欧姆定律知：U外＝IR②U内＝Ir③由①②③式解得I＝E R＋r可见，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，这就是闭合电路的欧姆定律．(1)闭合电路的欧姆定律表达式：I＝ER＋r.闭合电路的欧姆定律变形式：E＝IR＋Ir或E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir.E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．E＝U外＋Ir或U外＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．(2)用电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电路两端的电压，也不是电源电动势，所以U外<E.(3)当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，故此时E＝U外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压．这提供了测E的一种方法．2．路端电压U外与外电阻R之间的关系对一定电源、电流、路端电压、内电压随外电路电阻的改变而改变，变化情况如下(“↑”表示增加，“↓”表示减少)：当外电路断开时，R＝∞，Ir＝0，U＝E，此为直接测量法测电动势的依据．当外电路短路时，R＝0，I＝Er(称为短路电流)，U外＝0.由于通常的电源内阻很小，短路时会形成很大的电流．这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因．3．路端电压与电流的关系图象(1)由U＝E－Ir可知，U—I图象是一条斜向下的直线，如图2－7－3所示．图2－7－3(2)纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流I0＝E r .(3)直线斜率的绝对值等于电源的内阻．即r ＝E I 0＝ΔU ΔI＝tan θ ；θ越大，表明电源的内阻越大． 学点二： 解答闭合电路问题的一般步骤首先要认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时应进行电路变换，画出等效电路图． 解题关键是求总电流I ，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律(I ＝ER ＋r )直接求出I ；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I ；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I .求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流.二、【探索与分析】1．内外电路电势如何升降？在理解课本图的基础上，我们还可以把电源看成等效的两部分即无内阻理想电源和电阻r 的串联，则闭合电路内外电路的电势升、降如图2－7－4所示．图2－7－4从电源正极开始，沿电流流向，先经过电阻r ，电势降低Ir ，再经过外电路电阻R ，电势又降低IR ；由电源的负极到正极非静电力作用，使电势又升高E ，电源正负极的电势用φ1、φ2表示，对整个过程有φ1－Ir －IR ＝φ2，即φ1－φ2＝Ir ＋IR ，亦即E ＝U 内＋U 外．2．内外电路功率、电源输出功率、电源效率怎样区别？(1)各部分功率关系分析由EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 知，EI ＝I 2R ＋I 2r ；其中EI 为电源的总功率，I 2r 为电源内耗功率，I 2R 为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．(2)电源输出功率特点P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2(r ＋R )2R ＝E 2R (R －r )2＋4Rr ＝E 2(R －r )2R＋4r ，由此式可看出，当R ＝r 时，P 出有最大值，即P m ＝E 24R ＝E 24r . 由图2－7－5可以看出图2－7－5①当R ＝r 时，输出功率最大，P 出＝E 24r. ②当R <r 时，若R 增大，P 出增大，当R >r 时，若R 增大，则P 出减小．③除R ＝r 外，图象上总有两点输出功率P 出相等，如图中R 1与R 2，则由(ER 1＋r )2·R 1＝(E R 2＋r )2·R 2 整理得：R 1R 2＝r 2.(3)电源的效率①定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，即η＝UI EI ＝U E .②如果外电路为纯电阻电路，则η＝U E ＝IR I (R ＋r )＝R R ＋r ＝11＋r R，所以外电路电阻越大，电源效率越高．③当电源输出功率最大时，R ＝r ，η＝50%.三、闭合电路欧姆定律的应用【例1】 如图所示电动势为2 V 的电源跟一个阻值R ＝9 Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8 V ，求电源的内阻．答案 1 Ω 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. 四、电路的动态分析【例2】 如图所示，A 、B 、C 三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P 向下滑动时，三只电灯亮度的变化是( )A ．A 、B 、C 都变亮B ．A 、B 变亮，C 变暗C ．A 、C 变亮，B 变暗D ．A 变亮，B 、C 变暗答案 B 解析 滑动变阻器的触头P 向下滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值R 减小，所以电路总阻值R 总减小，由闭合电路欧姆定律知总电流(I 总＝ER 总＋r )变大，通过A 的电流增大，A 两端的电压U A 增大，故A 变亮；由于I 总变大，所以内阻上的电压(U 内＝I 总r )变大，所以C 上的电压(U C ＝E －U A －U 内)变小，通过C 的电流I C 变小，所以C 变暗；由于I 总变大，I C 变小，所以通过B 的电流(I B ＝I 总－I C )一定增大，B 灯变亮，选B.基本思路是“部分→整体→部分”，即从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I 总和U 路端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律判知各分量的变化情况. 自学检测：1．将一个电动势为3 V ，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R ，当有1 C 的电荷通过电阻R 时，在R 上产生的热量( )A ．大于3 JB ．小于3 JC ．等于3 JD ．内阻未知，无法确定答案 B 解析 根据W ＝qU ＝3 J ，而W 为内阻r 和外电阻R 上产生的热量之和，故R 上产生的热量小于3 J.2．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答案 ABC 解析 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．3．一太阳能电池板，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的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V答案 D 解析 电池板开路电压等于电动势E ＝800 mV.短路时I ＝E r 求得内阻r ＝20 Ω.再由欧姆定律或电压分配关系，可得外接20 Ω电阻时的路端电压为0.40 V.4．如图所示，电源的电动势E ＝24 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R ＝2 Ω，M 为直流电动机，其电阻r ′＝1 Ω，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为U V ＝21 V ，求电动机转变机械能的功率是多大？答案 20 W 解析 由闭合电路欧姆定律可得：E ＝U V ＋I (R ＋r )则I ＝E －U V R ＋r ＝24－212＋1A ＝1 A 由能量守恒可知电动机输出的机械功率为P 机＝IU V －I 2r ′＝(1×21－12×1) W＝20 W 典型例题：题型一 电路的动态分析如图所示的电路，闭合开关S ，滑动变阻器滑片P 向左移动，下列结论正确的是( )A ．电流表读数变小，电压表读数变大B ．小灯泡L 变亮C ．电容器C 上电荷量减小D ．以上说法都不对思维步步高 当滑片向左滑动时，电路中的总电阻怎样变化？总电流怎么变化？路端电压怎样变化？电流表和电压表分别是测量哪个电路的电流和哪个电阻两端的电压？电容器上的电压和哪个电阻的电压相等？解析 当滑片向左滑动时，电路中的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大．所以电流表的示数减小，电压表的示数增大．小灯泡的电流是干路电流，灯泡变暗．电容器上的电压是路端电压，路端电压增大，电容器上所带的电荷量增加．答案 A拓展探究 电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是( )A ．电压表和电流表读数都增大B ．电压表和电流表读数都减小C ．电压表读数增大，电流表读数减小D ．电压表读数减小，电流表读数增大答案 A 解析 设滑动变阻器的触头上部分电阻为x ，则电路的总电阻为R 总＝r ＋R 1＋x ·R 2x ＋R 2，滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，并联支路电阻x 增大，故路端电压变大，同时并联部分的电压变大，故通过电流表的电流增大，故选项A 正确．方法总结电路的动态分析的常规思路：①根据其中一个电阻的变化找出电路中总电阻的变化，其中断路相当于电阻无穷大，短路相当于电阻等于零．②根据闭合电路欧姆定律找出电流和路端电压的变化情况．③找出电压表、电流表测量的哪一部分的电流和电压．④分析出各个支路的电流和电压的变化情况.题型二 含源电路的功率和效率如图所示电路中，定值电阻R 2＝r (r 为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R 1且R 1≫R 2＋r ，在滑动变阻器的滑片P 由左端a 向右滑动的过程中，以下说法正确的是( )A ．电源的输出功率变小B ．R 2消耗的功率先变大后变小C ．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D．以上说法都不对思维步步高滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻怎么变化？电路中的电流怎么变化？通过电源的电流和通过电阻R2的电流怎么变化？考虑滑动变阻器上的功率消耗时怎样处理R2?解析滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大．考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分．当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大．答案 C 拓展探究如图所示，U—I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是( )A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小答案AD方法总结含源电路的功率和效率问题：①电源内阻消耗的功率与干路电流有关，干路电流越大，消耗的功率越大．②电源的输出功率的最大值出现在外电阻和内阻相等时，可把定值电阻等效为电源的内电路，此时电动势不变，内阻为原内阻和该电阻的串联值.课堂检测：一、选择题1．下列关于闭合电路的说法中，错误的是( )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．电源断路时，路端电压最大D．电源的负载增加时，路端电压也增大答案 D2．某电池当外电路断开时，路端电压为3 V，接上8 Ω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分别为( )A．E＝2.4 V，r＝1 ΩB．E＝3 V，r＝2 ΩC．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω答案 B3.法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应，共同获得2007年诺贝尔物理学奖．所谓“巨磁电阻”效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象，物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用，他们的探究如下：为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示，其是磁报警装置一部分电路示意图，其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将( )A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大答案 C 解析当R B处出现断针时，R B减小，R总减小，I总增大，I总r增大，U ab＝E－I 总r将减小；由于I总增大，所以R1分压增大，U R1＋U RB＝U ab，可得U RB减小，I R3减小，由I R3＋I＝I总，可得I增大．4.如图所示是研究内、外电压的实验装置，“＋”、“－”是电池的两极，A、B是位于两极内侧的探针，电压表V、V′分别接在电池的两极和两探针上，R是滑动变阻器，P是它的滑动触头，下述中错误．．的是( )A．P向右滑动时V的示数增大B．P向右滑动时V′的示数减小C．电压表V′跟A端相连的接线柱应是“＋”接线柱D．电压表V′跟B端相连的接线柱应是“＋”接线柱答案 C 解析P向右滑动时，变阻器有效电阻变大，总电流变小，内电压U′＝Ir 变小，路端电压U变大，故A、B正确．在内电路中电流是从B经电解液流向A，φB>φA，电压表V′跟B端相连的接线柱是“＋”接线柱，跟A端相连的接线柱是“－”接线柱，故C错误，D正确．5．如图所示，经过精确校准的电压表V1和V2，分别用来测量某线路中电阻R两端a、b 间的电压时，读数依次为12.7 V和12.3 V，则( )A．a、b间的实际电压略大于12.7 VB．a、b间的实际电压略小于12.3 VC．电压表V1的内阻大于V2的内阻D．电压表V1的内阻小于V2的内阻答案AC 解析并联电压表使电路电阻减小，电流增大，故a、b两端电压比实际电压要小，且电压表内阻越大，测量值越大，越接近实际电压．6．如图所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小答案 B 解析滑动触点由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大．7．如图所示电路中，电源电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以( )A．增大R1B．减小R1C．增大R2D．减小R2答案AD解析电容器相当于断路，电路实际上是R和R2并联后再和R1串联．当R1增大，R总增大，I总减小，R分配电流减小，灯泡变暗；当R2增大，R总增大，I总减小，U增大，U R1减小，所以U R＝(U－U R1)增大，灯泡变亮．二、计算实验题8．如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V 和0.4 A．当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势．答案 2 V解析当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，即E＝1.6＋0.4r①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U′＝E－I′r，即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω9．如图所示，电解槽A和电炉B并联接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为648 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率475 W．(电炉电阻不变)，试求：(1)电源电动势．(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小．(3)S1、S2都闭合时，电解槽电能转化成化学能的功率．答案(1)120 V (2)20 A (3)1 900 W解析（1）S1闭合，S2断开时，电炉功率P1＝I2R，所以I＝P1R＝64819A，电源电动势E ＝I (R ＋r )＝120 V.(2)S 1、S 2都闭合时，电炉功率P 2＝I 2R R 所以I R ＝P 2R ＝47519 A ＝5 A 路端电压U ＝I R ·R ＝19×5 V＝95 V 通过电源的电流I ＝E －U r ＝120－951A ＝25 A 电解槽中电流I A ＝I －I R ＝20 A(3)电解槽消耗电功率P A ＝I A U ＝20×95 W＝1 900 W10.如图所示的电路，外电路电阻皆为R ，电源内阻为R 4，当S 断开时，在电容器极板间放一个质量为m ，带电荷量q 的电荷恰能静止，在S 闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m ，带电荷量为q ′的电荷，恰能静止，请探究分析q 和q ′应有什么关系．答案 见解析 解析 设电动势为E ，电容器板间距离为d ，则当S 断开时I ＝E R 4＋R ＝4E 5R ，所以U C ＝U R ＝IR ＝4E 5 由电荷静止，可由受力平衡得U C dq ＝mg整理可得：q ＝5mgd 4E① 当S 闭合时，I ＝E R 4＋R ·3R R ＋3R ＝E R U C ′＝I 4R ＝E 4R R ＝E4由电荷受力平衡得U C ′d q ′＝mg ，整理可得q ′＝4mgd E② 由①②可得q q ′＝516.。

教学设计7闭合电路的欧姆定律本节分析闭合电路欧姆定律是本章的核心内容，具有承前启后的作用，既是本章知识的高度总结，又是本章知识拓展的重要基础．通过学习,既能使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握，又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演．同时，闭合电路的欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性，是加深对功能关系理解的好素材．学情分析学生通过前面的学习，对静电力做功的特点、静电力做功与电能的转化以及如何从非静电力做功的角度描述电动势有了比较深入的理解．借助于部分电路的欧姆定律的相关知识，已经具备了可以通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律的可能．教学目标错误!知识与技能（1）经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程．体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化．(2)理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路的欧姆定律．(3)会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载、电流的关系．错误!过程与方法(1）学会用已知的电学知识和规律，推导得到新的知识和规律．（2）学会用实验方法，验证并理解新的知识和规律．（3)学会利用数学方法来理解和解决相关物理问题．错误!情感、态度与价值观(1）倡导师生协作，鼓励学生通过讨论、交流营造探究合作的学习氛围，培养团队合作能力．(2）加强对学生科学素质、创新精神和实践能力的培养．教学重难点1．闭合电路的欧姆定律的推导及理解．2．路端电压与负载、电流的关系，能进行相关的电路分析和计算．教学方法教师启发引导教学与学生小组合作探究法相结合．教学准备多媒体教学课件、演示实验电路板、电源、数字电压表、数字电流表等．教学设计（一）（设计者：周静忠，徐会强改编）教学过程设计设计意图:通过实验激发学生学习的兴趣，为新课的教学以及后面的照应做好伏笔.）闭合电路：当开关S闭合，电源、导线、用电器组）电源起什么作用？提供电能.电源怎么提供电能?通过非静电力做功，式的能转化为电能。

第二章恒定电流第七节闭合电路定律学案班别姓名学号一、自主预习二、课堂突破（一）闭合电路欧姆定律的应用例题1如图，R1＝14Ω，R2＝9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A；当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A。

求电源的电动势E和内阻r。

（二）电路结构变化问题的讨论例2、在如图所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50 Ω，当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是（）A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度。

电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。

外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=r R E +总减少，灯泡的实际功率P L =I 2R L减小，灯泡变暗。

综上所述，选项B 正确。

【说明】1、电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。

2、解答闭合电路问题的一般步骤：（1）首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。

（2）解题关键是求总电流I ，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（I=rR E +）直接求出I ；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I ；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I 。

（3）求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。

三、巩固训练1.关于电源电动势的说法，正确的是( )A.在某电路中每通过2C 的电荷量，电池提供的电能是4J ，那么这个电池的电动势是0.5VB.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多2.单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于( )A.电流的大小，且与电流的平方成正比B.电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比C.路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比D.各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比3.在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为( )A.电炉从电灯上分出了一部分电流B.输电线上电压增大，电灯上电压下降C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉4.一电源(电动势为E ，内阻为r)，当它和一标有“6V ，3W ”的小灯泡构成闭合回路时，小灯泡恰好正常发光，如果该电源与一标有“6V ，6W ”的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡( )A.正常发光B.比正常发光暗C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小，故无法确定5.如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略，已知定值电阻R 1=10Ω，R 2=8Ω，当开关S 接到位置1时，电压表V 的示数为2V ；当开关S 接到位置2时，电压表V 的示数可能为() A.2.2V B.1.9V C.1.6V D.1.3V（第5题） （第6题） （第7题）6.如图所示电路中，当开关S 闭合时，电流表和电压表读数的变化是( )A.两表读数均变大B.两表读数均变小C.电流表读数增大，电压表读数减小D.电流表读数减小，电压表读数增大7.如图所示的电路中，当可变电阻R的阻值增大时( )A.U AB增大B.U AB减小C.I R增大D.I R减小8.如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ab=6V，U ad=0，U cd=6V，由此可判定( )A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路9.电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示，设R0=r，R ab=2r.当变阻器的滑动片自a端向b端滑动时，下列各物理量中随之减小的是()A.电池的输出功率B.变阻器消耗的功率C.固定电阻R0上消耗的功率D.电池内电阻上消耗的功率10.如图所示的电路中，当S断开时，电源内部消耗的功率与输出功率之比为1:3；当S闭合时，它们的比为1:1，则下列说法正确的是( )A.R1:r=1:1B.R1:R2=2:1C.两次输出功率之比为1:1D.S断开与S闭合时输出功率之比为3:411如图，R1＝14Ω，R2＝9Ω。

绝密★启用前第二章恒定电流 7.闭合电路欧姆定律第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．用E 表示电源电动势，U 表示路端电压，U r 表示内电压，R 表示外电路总电阻，r 表示电源内电阻，I 表示干路电流，则下列各式中正确的是( )A ．U r ＝IRB ．U r ＝E －UC ．U ＝E ＋IrD ．U ＝RER r2．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 ．122R R ＋ B ．1212R R R R ＋ CD ．1212R R R R ＋3．如图所示，C 为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S ，当滑动变阻器R 1、R 2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C 两极板间的带电尘埃P 恰好处于静止状态。

现要使尘埃P 向上加速运动，下列方法中可行的是()A ．把R 1的滑片向左移动B ．把R 2的滑片向左移动C ．把R 2的滑片向右移动D ．把开关S 断开4．如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表和电流表。

初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大5．如图所示，灯泡A、B都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A比原来亮一些，B比原来暗一些，则断路的电阻是( )A．R1 B．R2 C．R3 D．R46．将三个不同的电源的U-I图线画在同一坐标系中，如图所示，其中1和2平行，它们的电动势分别为E1、E2、E3，它们的内阻分别为r1、r2、r3，则下列关系正确的是( )A．r1＝r2<r3B．r1>r2>r3C．E1>E2＝E3D．E1＝E2<E37．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。

高二物理导学案日期编号2.7 闭合电路的欧姆定律（第1课时）班级姓名知识目标1、知道外电路、内电路概念，理解电源内部电势的变化和外电路中电势的变化规律；2、理解掌握闭合电路的欧姆定律，并能计算有关的电路问题。

自主学习1、闭合电路只有用导线把电源、用电器连成一个闭合才有电流。

用电器、导线组成电路，电源内部是电路，内电路的电阻叫,用r表示。

在外电路中，沿电流方向电势，在内电路中电流从电源极流向极。

外电路中，自由电荷（设为正电荷）在恒定电场作用下定向运动形成电流，沿电流方向电势降低，U外=IR；内外电路类比图：电势-高度而在内电路，由于非静电力作用，从负极到正极电势发生跃升，升高的值等于电动势的值E，同时，电流流经内阻r也有电势降低，U内=Ir2、由电路中的能量转化推导闭合电路欧姆定律（1）设外电路为纯电阻电路，外电路电阻为R，电流为I，在时间t内，外电路中电能转化成的内能为Q外= 。

（2）内电路电阻为r，在时间t内，电能转化成内能为：Q内= 。

（3）电源电动势为E，则在时间t内非静电力做功（即产生的内能）为：W= = 。

（4）由能量守恒可知W= + ，即EIt = + .整理化简得E= ，也就是I= 。

由此得出闭合电路欧姆定律。

（5）另一种推导：整个电路中，由于非静电力作用电势升高E，而电流经过外电路电阻和内电路电阻时电势降低分别为U外=IR、U内=Ir，整体看，升高和降低应相等，所以E=U外+ U内=IR+ Ir，所以有。

3、闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路的跟电源的成正比，跟内外电路的之和成反比。

（2）公式：I= 。

（3）电动势E与内电压U内、外电压U外的关系：E= 。

这就是说，电源的电动势等于。

特别提醒： ①rR E I += 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路； ②由于电源的电动势E 和内电阻r 不受R 变化的影响，从r R E I +=不难看出，随R 的增加，电路中电流I 减小；③U 外＝E －Ir 既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路．解决闭合电路问题的一般步骤：①认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析．要特别注意电流表和电压表所对应的电路．②求总电流I ：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I ；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I .③根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．④当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到．例题：在右图中R 1=14Ω，R 2=9Ω。