第七章 学案34 闭合电路欧姆定律

7.2电动势闭合电路欧姆定律班级姓名编写：陈熠学习目标:电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律电路动态问题分析自主学习：《金版新学案》第七章第二讲考点梳理1、2，基础自测部分3、电源的输出功率和电源的效率⑴电源的功率：P = = P内+ P外．①P内系电源内部消耗的功率，P内= ，以热的形式散发．②P外系电源输出的功率，P外= ，转化成其他形式有能量．在纯电阻电路中，P外= I2R =E2R－r2R＋4r；显然，当R = r时，电源的输出功率最大，最大值P m = ；当R向接近r阻值的方向变化时，P出，当R向远离r阻值的方向变化时，P出，如图所示．⑵电源的效率：η = P出P总×100% =UE×100% =RR＋r×100%，R越大，η越大，当R = r时，P出最大，η = 50%．可见，输出功率最大时，电源的效率并不是最高．思考与练习1．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1 = 10 Ω，R2 = 120 Ω，R3 = 40 Ω．另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则（）A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V2．有关电压与电动势的说法中正确的是（）A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B．电动势就是电源两极间的电压C．电动势公式E = W/q中的W与电压U = W/q中的W是一样的，都是静电力所做的功D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量3．“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，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（）A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V师生共查：《金版新学案》第七章第二讲重点突破考向聚焦（考向一、二、三）三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗电路的动态分析【例1】在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时（）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【变式跟踪1】如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（）A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C．电流表A读数变小，电压表V读数变大D．电流表A读数变大，电压表V读数变小〖考点2〗闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率【例2】如图所示，已知电源电动势E = 5 V，内阻r = 2 Ω，定值电阻R1= 0.5 Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10 Ω.求：⑴当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？⑵当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？⑶当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？【变式跟踪2】如图所示电路，电源电动势为E，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大小关系为R1 = R2 = r，则在滑动触头从a端移动到b端的过程中，下列描述中正确的是（）A．电路中的总电流先减小后增大B．电路的路端电压先增大后减小C．电源的输出功率先增大后减小D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大〖考点3〗电源的U–I图象的应用【例3】图甲是一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于_________________________________________________________________．如图乙所示，将这个电灯与20 Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8 V的电源上，则电灯的实际功率为__________ W．（不计电流表电阻和电源内阻）【变式跟踪3】如图所示为两电源的U–I图象，则下列说法正确的是（）A．电源①的电动势和内阻均比电源②大B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大〖考点4〗含电容器电路的分析与计算【例4】如图所示的电路中，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（）A．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1.5×10－4 CD ．先闭合开关S ，电路稳定后断开开关S ，通过电阻R 1的电荷量为3.0×10－4 C【变式跟踪4】如图所示，R 是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时（ ）A ．灯泡L 变暗B ．光敏电阻R 上的电压增大C ．电压表V 的读数减小D ．电容器C 的带电荷量增大四．考题再练 高考试题1．【2012·上海卷】直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的 （ ）A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小【预测1】某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内阻的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知（ ）A ．反映P r 变化的图线是cB ．电源电动势为8 VC ．电源内阻为2 ΩD ．当电流为0.5 A 时，外电路的电阻为6 Ω2．【2013安徽高考】用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP = l 1，PN = l 2，则R x 的阻值为（ ） A ．102l R l B ．1012l R l l + C ．201l R l D ．2012l R l l + 【预测2】如下图所示电路中，R 1 = 12 Ω，R 2 = 6 Ω，滑动变阻器R 3上标有“20Ω 2 A ”字样，理想电压表的量程有0 ～ 3 V 和0 ～ 15 V 两挡，理想电流表的量程有0 ～ 0.6 A 和0 ～ 3 A 两档，闭合开关S ，将滑片P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5 V 和0.3 A ；继续向右移动滑片P 至另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为________A ，该电源的电动势为________V ．五．课堂演练 自我提升1．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表的示数减小ΔU （电压表为理想电表），在这个过程中 （ ）A ．通过R 1的电流减小，减少量一定等于ΔU /R 1B ．R 2两端的电压增加，增加量一定等于ΔUC ．路端电压减小，减少量一定等于ΔUD ．通过R 2的电流增加，但增加量一定大于ΔU /R 22．如图所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象；直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R 分别接到a 、b 两电源上，那么有（ ）A ．R 接到a 电源上，电源的效率较高B ．R 接到b 电源上，电源的输出功率较大G M N PR 0 R xC ．R 接到a 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D ．R 接到b 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高3．如图所示，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 ．C 的读数变小，A 的读数变大4．在如图所示的电路中，C 为一平行板电容器，闭合开关S ，给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是 （ ）A ．保持开关S 闭合，把滑动变阻器R 1的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大B ．保持开关S 闭合，不论滑动变阻器R 1的滑片是否滑动，都有电流流过R 2C ．保持开关S 闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R 2中有由b 到a 电流D ．断开开关S ，若此时刚好有一带电油滴P 静止在两平行板电容器之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动5．如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内电阻为r ，闭合开关S ，待电流达到稳定后，电流表示数为I ，电压表示数为U ，电容器C 所带电荷量为Q ，将滑动变阻器的滑动触头P 从图示位置向a 端移动一些，待电流达到稳定后，则与P 移动前相比 （ ）A ．U 变小B ．I 变小C ．Q 不变D ．Q 减小6．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．要使尘埃P 向下加速运动，下列方法中可行的是A ．把R 2的滑片向左移动B ．把R 2的滑片向右移动C ．把R 1的滑片向左移动D ．把开关S 断开7．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如右图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a ，b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa ，ηb ．由图可知ηa ，ηb 的值分别为 （ ）A ．34、14B ．13、23C ．12、12D ．23、138．如图所示，现有甲、乙、丙三个电动势E 相同而内阻r 不同的电源，由这三个电源分别给定值电阻R 供电，已知它的阻值大小关系为R > r 甲 > r 乙 > r 丙，如果将R 先后接在三个电源上时的情况相比较，下列说法正确的是 （ ）A ．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B ．B ．接在乙电源上时，电源的总功率最大C ．接在丙电源上时，电源的输出功率最大D ．接在甲电源上时，电源的输出功率最大。

《闭合电路欧姆定律》学案一、教学目标（一）知识与技能1．理解电动势的定义，知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2．知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

3．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。

4．理解路端电压随电流（或外电阻）关系的公式表达，并能用来分析、计算有关问题。

（二）过程与方法1．通过电源未接入和接入电路时，其两端电压的不同引入新课，激发学生求知的热情，培养学生善于思考和发现的精神。

2．通过研究路端电压与电流的关系公式，培养学生应用数学工具解决物理学问题的能力。

3．通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

（三）情感态度与价值观1．通过自主学习和定理推导增强学生的求知欲和学习兴趣，体会物理学研究的科学性。

2．通过分析路端电压与电流（外电阻）的关系，培养学生严谨的科学态度。

二、教学重点：1、掌握闭合电路欧姆定律的内容；2、路端电压和电流（或外阻）的关系，及其图像的物理意义。

三、教学难点：1、理解电动势的概念；2、理解路端电压和电流（或外阻）的关系。

四、教学方法：利用启发、讲授、实验分析等方法。

复习案1.电流形成的原因。

这一过程中做功情况如何，电势如何变化2.电源的作用是什么？①从电荷运动角度②从能量转化角度3.电源电动势的物理意义和定义式。

4.欧姆定律5.焦耳定律预习案1.什么是闭合电路2.内电路、电阻、内电压电源内部的电路叫 ，内电路的电阻叫 ，当电路中有电流通过时，内电路两端的电压叫 ，用U 内表示。

3.外电路、路端电压电源外部的电路叫 ，外电路两端的电压习惯上叫 ，也叫 用U 外表示。

导学案一.闭合电路欧姆定律的推导1.设电源是一个化学电池，电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层，在这两个地方，沿电流方向电势跃升。

用立体图形形象的讲解电流在流动过程中，在外、内电路中电势的变化。

2.分三部分考虑整个电路中的能量转化①在时间t 内，外电路中电流做功产生的热为②在时间t 内，内电路中电流做功产生的热为R③设两反应层的电动势之和为E，则时间t内非静电力做的功为讨论：三者之间的关系，理论基础是什么结论所以EIt=整理得 E= 即 I=常用变式讨论：闭合电路欧姆定律的实用范围(提示：可以从定律的假设情景和推导过程入手)二.讨论路端电压与负载的关系1.实验演示初步讨论得到结论2.根据公式理论推导根据 U=E-Ir I=E/（R+r）外当R增大时，根据可知电流I 。

高二物理拓展闭合电路的欧姆定律导学案（一）【学习目标】（1）能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和；（2）理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题；（3）掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。

知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压；（4）熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题；（5）理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

【教学重点难点】推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论；路端电压与负载的关系。

【知识链接】欧姆定律电动势【学习过程】（一）引入新课1、什么是电源？2、电源电动势的概念？物理意义？（1） _________________________________________________________________________ 定义：（2） _________________________________________________________________________ 意义：3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能? _____________________________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。

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中分配的呢？一•闭合电路1•闭合电路的结构：用导线把电源、用电器连成闭合电路•外电路:内电路：____________________________________________2•闭合电路中的电流在内、外电路中电流是怎样的？在外电路中，电流方向由_______ 流向____ ，沿电流方向电在内电路中，即在电源内部，通过非静电力做功使正电荷由至U ____ ，所以电流方向为________ 流向 ________ 。

内电路与外电路中的电流强度___________ 。

闭合电路的欧姆定律电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流随外电阻变化的关系。

E＝U内＋U外E＝Ir＋IR电源的总功率P总=IE电源的输出功率P输=IU电源内阻上损耗的功率P损=I²r VP总＝P输+P损IE=IU+I²r电源的非静电力做功W非=qE=IEt IEt=IUt+I²rt电源的电动势和内阻r是一定的，当负载电阻R增大时，电流I将减小，则电源内阻上的电势降Ir将减小，所以路端电压U增大，所以路端电压U随外电阻的增大而增大。

当R→∞，也就是当电路断开时，I→0则U=E。

当开路（亦称开路）时，路端电压等于电源的电动势当R→0时，→E/r，可以认为U=0，路端电压等于零。

这种情况叫电源短路，发生短路时，电流I叫做短路电流.1.电源的电动势为3.0V，内电阻为0.20Ω，外电路的电阻为4.80Ω，则电路中的电流I=__________________A，内电压__________________V，路端电压_________________V。

2.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，外电路总电阻为R，当S闭合后，电源总功率为___________________，电源的输出功率为___________________，外电路消耗的功率为_____________________，内电路消耗的功___________________，电源的供电效率为______________________。

3.3、许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某池板的开路电压是600mV，短路电流是30mA，这块电池板的内电阻是( ).(A)60Ω(B)40Ω(C)20Ω(D)10Ω4、在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U－t图象，如图4所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是\A．短路电流B．电源内阻C．电源电动势D．全电路电阻UI 5、电源电动势为ε，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)(B)因为U=IR，所以当R增大时，路端电压也增大(C)(C)因为U=IR，所以当I增大时，路端电压增大(D)(D)因为U=ε-Ir，所以当I增大时，路端电压下降6.如图所示R1=14Ω,R2=9Ω。

闭合电路欧姆定律教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解闭合电路的概念。

让学生了解欧姆定律的基本原理。

1.2 教学内容闭合电路的定义和特点。

欧姆定律的表达式及其含义。

1.3 教学方法通过举例和实物展示，让学生理解闭合电路的概念。

通过图形和公式，让学生理解欧姆定律的表达式及其含义。

1.4 教学评估学生能正确回答闭合电路的定义和特点。

学生能正确理解和应用欧姆定律的表达式。

第二章：欧姆定律的基本原理2.1 教学目标让学生了解欧姆定律的发现过程。

让学生了解欧姆定律的实验验证方法。

2.2 教学内容欧姆定律的发现过程。

欧姆定律的实验验证方法。

2.3 教学方法通过讲解和实验，让学生了解欧姆定律的发现过程。

通过实验和数据分析，让学生了解欧姆定律的实验验证方法。

2.4 教学评估学生能了解欧姆定律的发现过程。

学生能通过实验验证欧姆定律。

第三章：欧姆定律的应用3.1 教学目标让学生了解欧姆定律在实际问题中的应用。

让学生学会使用欧姆定律解决实际问题。

3.2 教学内容欧姆定律在电路中的实际应用。

欧姆定律在电器的选择和维修中的应用。

3.3 教学方法通过实例和问题，让学生了解欧姆定律在实际问题中的应用。

通过计算和实验，让学生学会使用欧姆定律解决实际问题。

3.4 教学评估学生能了解欧姆定律在电路中的实际应用。

学生能使用欧姆定律解决实际问题。

第四章：欧姆定律的拓展4.1 教学目标让学生了解欧姆定律的拓展知识。

让学生了解欧姆定律在其他领域中的应用。

4.2 教学内容欧姆定律与其他电学定律的关系。

欧姆定律在现代科技中的应用。

4.3 教学方法通过讲解和举例，让学生了解欧姆定律的拓展知识。

通过讲解和实例，让学生了解欧姆定律在其他领域中的应用。

4.4 教学评估学生能了解欧姆定律与其他电学定律的关系。

学生能了解欧姆定律在现代科技中的应用。

第五章：总结与复习5.1 教学目标让学生总结和回顾闭合电路欧姆定律的知识。

让学生巩固和加深对欧姆定律的理解。

[考试标准]一、串联电路和并联电路1．电路的串、并联二、闭合电路的欧姆定律 1．公式 (1)I ＝ER ＋r(只适用于纯电阻电路)． (2)E ＝U 外＋Ir (适用于所有电路)． 2．路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U ＝IR ＝ER ＋r ·R .(2)特殊情况：①当外电路断路时，I ＝0，U ＝E . ②当外电路短路时，I 短＝Er，U ＝0.1．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( ) A ．1∶2 B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1答案 B2．(2016·金华十校调研)有两个相同的电流表，允许通过的最大电流(满偏电流)为I g ＝1 mA ，表头电阻R g ＝30 Ω，若改装成一个量程为3 V 的电压表和一个量程为0.6 A 的电流表应分别( )A ．串联一个2 990 Ω的电阻和并联一个0.15 Ω的电阻B ．并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.15 Ω的电阻C ．串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻D ．并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻 答案 C3．(2015·浙江9月学考测试·8)如图1所示，一个电阻R 和一个灯泡L 串联接在电压恒为U 的电源上，电路中的电流为I .电阻两端的电压为U 1，电功率为P 1；灯泡两端的电压为U 2，电功率为P 2，则下列关系式正确的是( )图1A ．P 1＝UIB ．P 2＝U 2RC ．U 2＝U －IRD ．U 1＝U －IR答案 C4．如图2所示，当开关S 闭合时，灯L 1、L 2均不亮．某同学用一根导线检查电路，将导线接在L 1两端时，发现L 2发光，由此可判断故障的可能原因是( )图2A ．灯L 1短路B ．灯L 1断路C ．灯L 2短路D ．灯L 2断路答案 B5．一块太阳能电池板， 测得其开路电压为1 000 mV ，短路电流为50 mA.若该电池板与电阻值为30 Ω的电阻组成闭合回路，电池板的路端电压是( ) A ．400 mV B ．600 mVC ．500 mVD ．300 mV答案 B6．如图3所示，把两个电源的U －I 关系图线画在同一坐标系中，由图象可得出的正确结论是( )图3A ．E 1＝E 2，内电阻r 1＞r 2B ．E 1＝E 2，发生短路时I 1＞I 2C ．E 1＜E 2，内电阻r 1＞r 2D ．E 1＜E 2，发生短路时I 1＞I 2 答案 B命题点一 电路的动态分析例1 如图4，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，与分别为理想电压表与理想电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )图4A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析 S 断开，外电阻变大，总电流减小，故路端电压U ＝E －Ir 增大，电压表的读数变大．R 1两端电压减小，则R 3两端的电压增大，电流表的读数变大． 答案 B电路动态分析的两种方法1．程序法：电路结构的变化→R 的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →支路的变化. 2．极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．题组阶梯突破1．在如图5所示的电路中，电源的内阻不能忽略，当电路中接入的电灯数目增多时，下列说法正确的是()图5A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小答案 D2．(多选)如图6所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的是()图6A．触点O向下滑动B．触点O向上滑动C．电路中的电流增大了D．电路中的电流减小了答案BD解析当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的触点O向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据I＝UR＋r可知电路中的电流变小，电流表示数变小，即油量表指针偏转较小．选项A、C错误，B、D正确．3．如图7所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6 V变为5 V，电流表读数的变化量为0.5 A，则下列说法中正确的是()图7A．电流表的读数变小了，电源的内阻为10 ΩB．电流表的读数变大了，电源的内阻为20 ΩC．电流表的读数变大了，电源的内阻为2 ΩD．不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻答案 C解析电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U内＝Ir，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以ΔU＝ΔI·r，代入数据得，电源的内阻r＝2 Ω，选项C正确．4．在如图8所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则()图8A．R的阻值变大B．路端电压不变C．干路电流减小D．路端电压和干路电流的比值减小答案 D5．(2016·宁波模拟)如图9所示电路中，L1、L2为两只相同的灯泡，R为光敏电阻(随光照的增强电阻减小)，当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是()图9A．L1、L2两灯均逐渐变暗B．L1灯逐渐变暗，L2灯逐渐变亮C．电源内电路消耗功率逐渐减小D．光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大答案 B解析当光照增强时，光敏电阻R的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L 2灯逐渐变亮．由U ＝E －Ir 可知，路端电压减小，L 2灯的电压增大，则L 1灯两端的电压减小，故L 1灯逐渐变暗，故A 错误，B 正确；总电流增大，由P ＝I 2r 知电源内电路消耗功率逐渐增大，故C 错误；将L 2灯看成电源内电路的一部分，光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内外电阻差加大，输出功率减小，则光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率逐渐减小，故D 错误．命题点二 电路中的功率及效率问题例2 如图10所示，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，保护电阻R 0＝0.5 Ω，求：当电阻箱R 读数为多少时，电阻箱消耗的电功率最大，并求这个最大值．图10解析 把保护电阻看成电源内电路的一部分，令r 0＝R 0＋r ，则电阻箱消耗的电功率为：P ＝(E r 0＋R )2·R ＝E 2(R －r 0)2R ＋4r 0，故当R ＝r 0，即R ＝r ＋R 0＝(1＋0.5)Ω＝1.5 Ω时，P max ＝E 24(r ＋R 0)＝624×1.5W ＝6 W. 答案 1.5 Ω 6 W对闭合电路功率的两点认识1．电源的总功率(1)任意电路：P 总＝IE ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率 P 内＝I 2r ＝IU 内＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率(1)任意电路：P 出＝IU ＝IE －I 2r ＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r .②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大． 题组阶梯突破6．(多选)如图11，电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路电阻为R ，当R 增加时，下列哪些量一定是增加的( )图11A ．路端电压B ．干路电流C ．输出功率D ．电源的效率答案 AD解析 当外电阻增大时，根据闭合电路欧姆定律得，电流减小，路端电压U ＝E －Ir ，E 、r 不变，I 减小，U 增大．故A 正确，B 错误；根据数学知识得知，当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于外电阻与内电阻关系未知，无法判断电源的输出功率的变化情况．故C 错误；电源的效率η＝UI EI ＝UE ，当R 增大时，U 增大，效率一定增大，故D 正确．7．同一电源分别接上12 Ω和3 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 Ω B ．3 ΩC ．6 ΩD ．18 Ω答案 C解析 设电源的电动势为E ，内阻为r ，根据题意可知：(E 12 Ω＋r )2×12 Ω＝(E 3 Ω＋r )2×3 Ω，解之得r ＝6 Ω，故C 是正确的．8．直流电路如图12所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )图12A ．总功率一定增大B ．效率一定减小C ．电源内部消耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小 答案 C解析 滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝EI 可得P 总减小，故选项A 错误；根据η＝R 外R 外＋r＝11＋r R 外可知选项B 错误；由P 内＝I 2r 可知，选项C 正确；由P 输－R 外图象，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，选项D 错误．9．如图13所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω，当滑动变阻器阻值为R 1时可使甲电路输出功率最大，滑动变阻器阻值为R 2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2的值分别为()图13A ．2 Ω，2 ΩB ．2 Ω，1.5 ΩC ．1.5 Ω，1.5 ΩD ．1.5 Ω ,2 Ω答案 B解析 因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，当I ＝E2r ＝2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为P 0＝2 W ，发热功率为P 热＝I 2R 0′＝4 W ，所以电动机的输入功率为P 入＝P 0＋P 热＝6 W ，电动机两端的电压为U M ＝P 入I ＝3 V ，电阻R 2两端的电压为U R 2＝E －U M －Ir ＝3 V ，所以R 2＝U R 2I ＝1.5 Ω，选项B正确．命题点三 电源和电阻U －I 图象的比较例3 如图14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 2两端的电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则( )图14A ．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 ．电源的输出功率一样大解析 电流I 一样大时，电源的效率η＝P 出P 总＝UI EI ＝UE ，效率与路端电压成正比，R 1接在电源上时路端电压大，效率高，故A 正确，B 错误；由图线的交点读出，R 1接在电源上时U 1＝34U 0，I 1＝14I 0，电源的输出功率P 1＝U 1I 1＝316U 0I 0；R 2接在电源上时U 2＝12U 0，I 2＝12I 0，电源的输出功率P 2＝U 2I 2＝14U 0I 0，故C 、D 均错误．答案 A4利用两种图象解题的基本方法1．电源的U －I 图象：纵轴上的截距等于电源的电动势；图线的斜率的绝对值等于电源的内阻；矩形面积UI 为电源的输出功率．2．同一坐标系中的电源和电阻的U －I 图线：交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求． 题组阶梯突破10．(2015·浙江9月学考测试·10)某电源电动势为E ，内阻为r .根据路端电压与电流的关系式U ＝E －Ir ，作出U 与I 的函数图象如图15所示．下列说法正确的是( )图15A ．图线斜率的绝对值表示内阻的大小B ．电源短路的状态对应于图中的P 点C ．电动势越大，P 点位置越接近坐标原点D ．外电路断开的状态对应于图中的Q 点答案 A解析 U －I 图象中，由U ＝E －Ir 知，图线为一条直线，纵截距为电动势，横截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故选A.11．如图16所示为某一电源的U －I 图线，由图可知( )图16A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为2.5 A答案 A解析 I ＝0时，E ＝2 V ，A 对；r ＝2－0.86 Ω＝0.2 Ω，B 错；I 短＝E r ＝20.2A ＝10 A ，C 错；U ＝1 V 时，I ＝E －U r ＝2－10.2A ＝5 A ，D 错误． 12．(2016·浙江模拟)如图17所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的图线，其中U 0、I 0、U 、I 已知，下列说法正确的是( )图17A ．阴影部分的面积UI 表示电源的输出功率，电源的效率为UI U 0I 0×100% B ．电源电动势为U 0，内阻为U IC ．当满足α＝β时，电源的输出功率最大D ．当满足α＞β时，电源的效率大于50%答案 C解析 两条图线的交点为负载电阻与电源相连后的工作状态，交点纵坐标U 为路端电压，横坐标I 为干路电流，由P ＝UI 知，阴影部分的面积为路端电压与干路电流的乘积，即为电源的输出功率．电源的电动势为U 0，电源的效率为η＝UI EI ×100%＝U U 0×100%，故A 错误．根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －Ir ，当I ＝0时，U ＝E ，所以由图知，电源电动势为U 0，内阻为U 0I 0，故B 错误．当满足α＝β时，电源的内、外电阻相等，电源的输出功率最大，故C 正确．当满足α＝β时，此时电源的效率为50%.当满足α＞β时，电源的内阻大于外电阻，电源的效率小于50%，故D 错误．13．如图18，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为标识不清的小灯泡L 1的U －I 图线，将L 1与该电源组成闭合电路时，L 1恰好能正常发光．另有一相同材料制成的灯泡L 2，标有“6 V,22 W ”，下列说法中正确的是( )图18A ．电源的内阻为3.125 ΩB ．把灯泡L 1换成L 2，L 2可能正常发光C ．把灯泡L 1换成L 2，电源的输出功率可能相等D ．把灯泡L 1换成L 2，电源的输出功率一定变小答案 C解析 由图读出电源的电动势为E ＝10 V ，图线A 的斜率的绝对值表示电源的内阻，则r ＝10－23.2Ω＝2.5 Ω，故A 错误；灯泡与电源连接时，A 、B 两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U ＝6 V ，I 1＝1.6 A ，则灯泡L 1的额定电压为6 V ，额定功率为P ＝UI 1＝9.6 W. 把灯泡L 1换成“6 V,22 W ”的灯泡L 2，不能正常发光，而由P ＝U 2R 知：灯泡L 2正常工作时的电阻为R 2＝U 2P 2＝6222Ω≈1.64 Ω. 灯泡L 1正常发光时的电阻为R 1＝U I 1＝61.6Ω＝3.75 Ω，则知正常发光时灯泡L 2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L 2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故B 、D 错误，C 正确.(建议时间：40分钟)1．如图1所示，有三个电阻，已知R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U 1∶U 2为( )图1A．1∶6 B．1∶9C．1∶3 D．1∶2答案 D解析由题图可知R2与R3并联再与R1串联，U1为R1两端电压，U2为并联部分电压，由电阻关系知R2＝3R1，R3＝6R1，R2与R3并联总电阻R23＝3R1·6R13R1＋6R1＝2R1，根据串联电路电压分配规律有U1∶U2＝R1∶R23＝1∶2.2．(2016·湖州市联考)将一块内阻为600 Ω，满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为3 V 的电压表，应该()A．串联一个60.0 kΩ的电阻B．并联一个60.0 kΩ的电阻C．串联一个59.4 kΩ的电阻D．并联一个59.4 kΩ的电阻答案 C解析改装电压表需要串联一个分压电阻，选项B、D错误；根据欧姆定律可知：R＋R g＝U I g，解得R＝59.4 kΩ，选项C正确．3．(2016·衢州模拟)太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电，安全节能无污染，已被广泛采用．如图2所示，是某地使用的太阳能路灯和它的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为()图2A．7.58 ΩB．6.03 ΩC．6.23 ΩD．7.35 Ω答案 D解析电池板的开路电压等于电池板的电动势，则该电池板的电动势为E＝43 V由图知，短路电流为I短＝5.85 A根据闭合电路欧姆定律得：电池板的内阻r ＝E I 短＝435.85Ω≈7.35 Ω. 4．如图3所示电路，开关S 断开和闭合时电流表示数之比是1∶3，则可知电阻R 1和R 2之比为( )图3A ．1∶3B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1答案 C解析 开关闭合时电路中只有电阻R 2，根据欧姆定律可得：I ＝U R 2，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得，I ′＝U R 1＋R 2，则R 1＋R 2R 2＝31，解得：R 1∶R 2＝2∶1.选项C 正确． 5．如图4所示四个相同的灯泡按如图所示连接，闭合开关后，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是( )图4A ．L 1灯、L 2灯一样亮，L 3灯次之，L 4灯最暗B ．L 1灯最亮、L 3灯次之，L 2与L 4灯最暗且亮度相同C ．L 1灯最亮、L 2与L 3灯一样亮，L 4灯最暗D ．L 1与L 2灯一样亮，L 3与L 4灯一样亮，但比L 1与L 2灯暗些答案 B解析 电路的连接特点是：L 2灯与L 4灯串联，然后和L 3灯并联，再和L 1灯串联，L 1灯在干路上，通过它的电流最大，L 1灯最亮，L 3灯中的电流大于L 2与L 4灯中的电流，L 3灯较亮，L 2灯与L 4灯最暗且亮度相同，综合以上分析得B 正确，A 、C 、D 错误．6．(多选)电源电动势和内电阻都保持一定，外电路的电阻逐渐减小的过程中，下列说法正确的是( )A ．电源的供电效率一定逐渐减小B ．电源的路端电压一定逐渐减小C ．电源输出功率一定逐渐减小D ．电源内部消耗的功率一定逐渐减小答案 AB解析 当外电阻减小时，根据闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，路端电压U ＝E －Ir ，E 、r 不变，I 增大，U 减小．故B 正确．电源的供电效率η＝UI EI ＝R R ＋r ＝11＋r R，当外电阻R 减小时，η一定变小．故A 正确．根据数学知识得知，当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于外电阻与内电阻关系未知，无法判断电源的输出功率的变化情况．故C 错误．电源内部消耗的功率P ＝I 2r ，电流I 增大，r 不变，则电源内部消耗的功率P 增大．故D 错误．7．如图5所示，直线A 为电源的U －I 图线，直线B 为电阻R 的U －I 图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )图5A ．4 W,8 WB ．2 W,4 WC ．4 W,6 WD ．2 W,3 W答案 C解析 从题图中可知E ＝3 V ，图线A 和图线B 的交点是电源和电阻R 构成电路的工作点．因此P 出＝UI ＝4 W ，P 总＝EI ＝6 W.8．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图6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( )图6A ．8.0 ΩB ．10 ΩC ．12 ΩD ．12.5 Ω答案 D9．(多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图7中的a 、b 、c 所示．以下判断正确的是( )图7A ．在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P CB ．b 、c 图线的交点与a 、b 图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C ．电源的最大输出功率P m ＝9 WD ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 Ω答案 ABD解析 在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，因为直流电源的总功率P E 等于输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，所以A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时即为b 、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为E R ＋r ＝E 2r，功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小为E r ，功率的大小为E 2r，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，所以B 正确；图线c 表示电源的输出功率与电流的关系图象，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝E I＝1 Ω，故D 正确．10．如图8所示，电源电压恒定不变，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，关于理想电流表A 1和理想电压表V 1的示数变化叙述正确的是( )图8A ．电流表A 1示数变大，电压表V 1示数变大B ．电流表A 1示数变大，电压表V 1示数变小C ．电流表A 1示数变小，电压表V 1示数变大D ．电流表A 1示数变小，电压表V 1示数变小答案 C解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的有效电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流变小，则电流表A1示数变小．根据闭合电路欧姆定律可知：电压表V1示数U1＝E－I(R1＋r)，I变小，则U1变大，故A、B、D错误，C正确．11．如图9所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关S后，将照射光强度增强，则()图9A．电路的路端电压将增大B．灯泡L将变暗C．R2两端的电压将增大D．R1两端的电压将增大答案 D解析光照增强，故光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流增大，所以电源内阻所占电压增大，所以路端电压减小，电流增大，所以R1两端的电压增大，故A错误，D正确；因路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，则流过R2的电流减小，而总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，所以L 变亮，故B、C错误.12．(2016·慈溪市调研)如图10所示的电路中，E为电源电动势，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，此时三个理想电表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()图10A．A1示数减小，A2示数不变，V示数减小B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小C．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小D．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大答案 B解析R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1，R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．13．如图11所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表、的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光．如果故障只有一个，则可能是()图11A．L1短路B．L1断路C．L2短路D．L2断路答案 D解析示数等于电源电压，则说明电压表的两接线柱间含电源部分的电路b—L1—c—d—e—a之间是连通的，且a—L2—b部分无短路现象，则选项B、C排除；选项A和D都满足和的示数等于电源电压的要求，但由于电路故障只有一处，若L1短路，L2完好，则L2应发光，与两个灯都不发光矛盾，故只有选项D正确．14．如图12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R1、R2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．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()图12A．将R1的滑片向左移动B．将R2的滑片向左移动C．将R2的滑片向右移动D．将闭合的开关S断开答案 B解析 尘埃P 受到重力和电场力而平衡，要使尘埃P 向下加速，就要减小电场力，故要减小电容器两端的电压；电路稳定时，滑动变阻器R 1无电流通过，两端电压为零，故改变R 1的电阻值无效果，故A 错误；滑动变阻器R 2处于分压状态，电容器两端电压等于变阻器R 2左半段的电压，故要减小滑动变阻器R 2左半段的电阻值，滑动变阻器R 2的滑片应该向左移动，故B 正确，C 错误；将闭合的开关S 断开，电容器两端电压增大到等于电源电动势，故P 向上加速，D 错误．15．(2016·温州市调研)如图13所示的电路中，当S 2闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A ．当S 2断开时，它们的示数分别改变0.1 V 和0.1 A ，求电源的电动势和内电阻．图13答案 2 V 1 Ω解析 当S 2闭合时，R 1、R 2并联接入电路，由公式E ＝U 外＋Ir ，得E ＝1.6＋0.4r .当S 2断开时，只有R 1接入电路，总电阻增大，则电压表示数增大，电流表示数减小，由公式E ＝U 外＋Ir 得E ＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r .解以上两式得E ＝2 V ，r ＝1 Ω.16．如图14所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.图14(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流．(2)然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R 1的总电荷量．(3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率．答案 (1)1 A (2)4 V 1.2×10－4 C (3)6.25 W 解析 (1)稳定时，电路中的电流I ＝E r ＋R 1＋R 2＝1 A. (2)S 闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压U ＝IR 2＝1×6 V ＝6 V ，S 断开后，电容器两端的电压为10 V ．所以ΔU ＝4 V ，流过R 1的总电荷量为ΔQ ＝ΔUC ＝1.2×10－4 C. (2)P R 2＝(E r ＋R 1＋R 2)2R 2＝E 2[R 2－(R 1＋r )]2R 2＋4(R 1＋r )，可见当R 2＝R 1＋r 时，R 2消耗的功率最大，P m R 2＝E 24(R 1＋r )＝6.25 W. 17．(2015·上海6月学考·25改编)如图15所示电路中，电源电压U ＝18 V ，小灯泡L 上标有“6 V,3 W ”．设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0～15 V ，电阻箱的最大阻值足够大．电阻箱调到最大值，闭合开关S ，然后调节电阻箱使小灯泡正常发光．图15(1)求小灯泡的阻值R L .(2)求小灯泡正常发光时，电阻箱的阻值R 1.(3)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P . 答案 (1)12 Ω (2)24 Ω (3)0.75 W解析 (1)小灯泡的阻值为：R L ＝U 2L P L ＝623Ω＝12 Ω (2)按题意，小灯泡正常发光时：U L ＝6 V ，I L ＝P L U L ＝36A ＝0.5 A ，则I 1＝I L ＝0.5 A. 电压表示数为：U V ＝U －U L ＝18 V －6 V ＝12 V电阻箱的阻值为：R 1＝U V I 1＝24 Ω (3)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为U V ＝15 V 时，小灯泡的功率最小，小灯泡两端电压为：U L ′＝U －U V ＝(18－15)V ＝3 V小灯泡的最小功率为：P ＝U L ′2R L ＝3212W ＝0.75 W.。

第7节 闭合电路的欧姆定律学习目标核心提炼1.理解闭合电路的欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

1个规律——闭合电路欧姆定律1个关系——路端电压与负载的关系1个图象——电源的U －I 图象2.理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。

知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

4.熟练应用闭合电路的欧姆定律解决有关的电路问题。

一、闭合电路1.闭合电路的组成及电流流向2.闭合电路中的能量转化如图1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 ＝I 2Rt ＋I 2rt 。

图1二、闭合电路欧姆定律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 ＋r① 或E ＝IR ＋Ir ② 或E ＝U 外＋U 内。

③3.适用条件：①②适用于外电路为纯电阻电路，③适用于一切电路。

三、路端电压与负载的关系 1.路端电压的表达式：U ＝E －Ir 。

2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 减小，路端电压U ＝E －Ir 增大。

(2)当外电阻R 减小时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 增大，路端电压U ＝E －Ir 减小。

(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I 变为0，U ＝E 。

即断路时的路端电压等于电源电动势。

当电源短路时，外电阻R ＝0，此时I ＝Er 。

3.外电压U 与电流I 的关系由U ＝E －Ir 可知，U －I 图象是一条斜向下的直线，如图2所示。

图2(1)图象中U 轴截距E 表示电源的电动势。

(2)I 轴截距I 0等于短路电流。

(3)图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即 r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 。

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。