高中物理第二章恒定电流第7节闭合电路的欧姆定律课件新人教版选修3_1

[注意] 对于有电压变化的闭合电路问题， 由 E＝U 外＋U 内可知：内、外电路电压 变化的绝对值相等，即|ΔU 外|＝|ΔU 内|。
[典型例题] 例 2.如图所示电路，电源 内阻不可忽略。开关 S 闭合后， 在变阻器 R0 的滑动端向下滑动 的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
[即时巩固] 2.如图所示的电路中，电源 的电动势为 E，内阻为 r。当滑 动变阻器的滑片 P 向 b 移动时， 电压表 的读数 U1 与电压表 的读数 U2 的变化情况 是( ) A．U1 变大，U2 变小 B．U1 变大，U2 变大 C．U1 变小，U2 变小 D．U1 变小，U2 变大
一、闭合电路的欧姆定律┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．描述闭合电路的几个基本物理量 用导线把电源、用电器连接起来就 构成了闭合电路，如图所示。 (1)内电路：电源内部的电路叫做内 电路，其电阻叫做 内电阻 ，通常用 r 表示；闭合 电路中，通常用 U 内表示 Ir，它是内电路的电势降 落，即内电路两端的电压，称为 内电压 。
①[判一判] 1．电源的两端可以用导线直接连在 一起( ×) 2．外电路断开时，路端电压就是电 源的电动势(×) 3．用电压表直接与电源两极相连， 电、路端电压与负载的关系┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．路端电压与外电阻的关系 E U 外＝E－U 内＝E－ r R＋r 结论：(1)R 增大→U 外 增大 。 (2)外电路断路时 U 外＝E。 (3)外电路短路时 U 外＝0。 2．路端电压与电流关系：U 外＝ E－Ir 。
(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 路的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。
2．闭合电路中的几个关系式
[典型例题] 例 1.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 电源的电动势及电阻。
[解析]
当 S 闭合时， 由闭合电路欧
姆定律得 U1＝E－I1r 即 E＝1.6＋0.4r① 当 S 断开时，由闭合电路欧姆定律 得 U2＝E－I2r 即 E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r② 由①②得 E＝2 V，r＝1 Ω
[解析]
滑动变阻器 R0 的滑片向下
滑动的过程中，R0 接入电路的电阻变小， 电路的总电阻变小，总电流变大，电源的 内电压变大，外电压变小，电压表的示数 变小，R1 两端的电压变大，R2 两端的电 压变小，电流表的示数变小，A 正确。
[答案]
A
[点评]
直流电路动态分析思路
基本思路是“部分→整体→部 分”，即从阻值变化入手，由串、并联 规律判知 R 总的变化情况， 再由欧姆定律 判知 I 总和 U 端的变化情况，最后由部分 电路欧姆定律及串联分压、并联分流等 规律判知各部分的变化情况。
[答案]
2V 1Ω
[即时巩固] 1．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∶3 C．2∶3 B．3∶5 D．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。
解析：选 A 根据 U＝E－Ir，当外 电阻增大时，I 减小，U 增大，A 正确， E B 错误；根据 I＝ ，C 错误；再根据 R＋r U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故 D 错误。
1.解决闭合电路问题的一般步骤 (1)认清电路中各元件的连接关系，画出等效电 路图。 (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，可用闭合电路的欧姆定律直接 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。
闭合电路中只要电路的某一部分发生 变化，就会影响整个电路，使总电路和每一 部分的电流、电压都发生变化。其分析的一 般思路为 (1)明确电路结构， 即电路各元件的连接 方式。 (2) 明确局部电阻的变化和外电路总电 阻 R 总的变化。
E 判断 I 总的变化。 (3)运用 I 总＝ R总＋r (4)运用 U 内＝I 总 r 判断 U 内的变化。 (5)运用 U 外＝E－U 内判断 U 外的变 化。 (6)运用电学公式实行定性分析各支 路相关量变化。
(2) 外电路：电源两极之间的外部电路叫 做 外电路 ，其电阻叫做外电阻 ；闭合电路中， 通常用 U 外表示 IR，它是外电路的电势降落，即 外电路两端的电压，称为 外电压 ，也常称为路 端电压，简单地记为 U。 (3) 内、外电路的特点：外电路中电流由电 源
正极
流向
负极
，沿电流方向电 流
势 降低 ；内电路中电流由电源 负极 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＝
E R＋r
；适用范围：纯电阻 电路。
(3)常用的变形公式及适用范围：E＝ U 外 ＋ U 内或 U 外＝ E－Ir ；适用范围：任何闭合电路。
[注意] 部分电路欧姆定律的 UI 图象与闭合电路 欧姆定律的 UI 图象比较
②[选一选] 一个闭合电路， 是由电池供电的， 外电路 是纯电阻时，以下说法正确的是( )
A．当外电阻增大时，路端电压增大 B．当外电阻减小时，路端电压增大 C．当外电阻减小时，电路中的电流减小 D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路 端电压的变化越大