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第 4 章 探究闭合电路欧姆定律 第 1 课时 探究闭合电路欧姆定律1.关于电源电动势，下列说法正确的是 ()A．电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生改变 C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物 理量 D．电源电动势与外电路有关 解析：电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量，所以 C 答案是正确的．电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关，与外电路接不接电阻，以及电阻的变化没有关系，所以 B、D 两个答案不对．当电压表接在电源两端时，由于电压表本身就是一个大电阻，所以把它接在电路中路端电压不等于电动势，A 错．答案：C2．对于电动势和内电阻确定的电源的路端电压，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)() A．U 随 R 的增大而减小B．当 R＝0 时，U＝0C．当电路断开时，I＝0，U＝0D．当 R 增大时，U 也会增大答案：BD3．手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光．把它们取出来用电压表测电压，电压表示数很接近 3 V，再把它们作为一台式电子钟的电源，电子钟能正常工作．下列说法中正确的是() A．这两节干电池的电动势减小了很多B．这两节干电池的内电阻增加了很多C．这个台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡额定电压小D．这个台式电子钟正常工作时的电流一定比小灯泡正常工作时的电流大答案：B4．如图 4－1－9 所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U－I 图像，则下列说法中正确的是()A．电动势 E1＝E2，短路电流 I1>I2B．电动势 E1＝E2，内阻 r1>r2C．电动势 E1>E2，内阻 r1<r2图 4－1－9D．当两电源的工作电流变化相同时，电源 2 的路端电压变化较大答案：AD5．如图 4－1－10 所示电池电动势为 E，内阻为 r.当可变电阻的滑片 P 向 b点移动时，电压表 V1 的读数 U1 与电压表 V2 的读数 U2 的变化情况是()图 4－1－10A．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 变大解析：滑片 P 向 b 移动时，总电阻变大，干路中 I＝ E 变小．由于路端电 R＋r压 U＝E－Ir，U 增大，即 V1 表示数 U1 变大．由于 V2 表 U2＝IR，U2 减小，所 以 A 正确．答案：A6．随着我国电信业的发展，国产手机在市场上已经占有了相当大的市场份 额，如下表所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说 明，由此可知，此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是()科健BL－528 MKEJIAN 700 mA·h 标准 3.7 V锂离子电池 充电 限制电压4.2 V 待机时间：48小时 警告：切勿投入火中！！！ 只能使用于指定充电器 序号 0000004575 制造厂商：中国科健股份有限公司 地址：深圳 Li－ionA．4.2 V,14.58 mA C．3.7 V,14.58 mAB．4.2 V,700 mA D．3.7 V,700 mA解析：电池的几个参数：(1)电动势：它取决于电池的正、负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关．(2)内阻(r)：电池内部的电阻．(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h 或 mA·h 等．答案：C7．如图 4－1－11 所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则()A．电源的功率变小B．电容器贮存的电荷量变小C．电源内部消耗的功率变大D．电阻 R 消耗的电功率变小图 4－1－11解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R 总变小，I 总增大，U 端减小，而 R1 分压 U1 增大，所以电容器上的电压减小．电源功率 P 总＝I 总 E 增大，A 错误．Q＝CU 减小，B 正确．电源内部消耗功率 P 内＝I 总 2r 增大，C 正确．电阻 R 消耗的功率可能增大，也可能减小．答案：BC 8．如图 4－1－12 所示，电源电动势为 E，内阻不 计，其中 R1＝R，R2＝R3＝2R，R4＝6R.则电势 ( ) A．φA＝E/3，φB＝E/4 B．φA＝2E/3，φB＝3E/4 C．φA＝－2E/3，φB＝－3E/4 D．φA＝－E/3，φB＝－E/4 解析：由电源内阻不计可知，电源路端电压为 E图 4－1－120－φA＝R1＋E R3×R1＝E3，所以 φA＝－E30－φB＝R2＋E R4×R2＝E4，所以 φB＝－E4答案：D 9．在如图 4－1－13 所示的电路中，R1、R2、R3、R4 皆为定值电阻，R5 为 可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r，设电流表 的读数为 I，电压表 的 读数为 U，当 R5 的滑动触点向图中 a 端移动时 ()A．I 变大，U 变小 C．I 变小，U 变大图 4－1－13 B．I 变大，U 变大 D．I 变小，U 变小解析：由图可知 R5 与 R2、R4 为两个并联支路，当 R5 支路电阻变小(滑动触头向 a 端移动时)，则并联电阻变小，则电路总电阻变小，故干路电流增大，则路端电压( 表示数)变小；又因为 R1、R3 的电压增大，故 Uab 减小，故 IR2(或 IR4)减小，即 表示数减小，即 D 项正确．答案：D10．如图 4－1－14 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 Uab＝6 V，Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可以判定()图 4－1－14A．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 断路答案：C11．如图 4－1－15 所示电路中，电源电动势 E＝12 V，内阻 r＝1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，C1＝4 μF，C2＝2 μF，则 C1 所带电荷量为________，C2 所带电荷量为________．图 4－1－15 答案：4×10－5 C 8×10－6 C 12．如图 4－1－16 所示，已知 R1＝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.图 4－1－16(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：在分析和计算时，先要分析电路的各部分连接方式．由图可知，R1 和 R2 串联成一个支路与 R3 支路并联接在电源上．电流表测量的是通过 R3 支路 的电流，电压表测量的是加在 R2 两端的电压． 解：(1)某一电阻断路前后，电流表、电压表均有示数，说明 R1，R3 没有断 路，所以只能是 R2 上发生断路，此时，R1 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 R3＝UI′′＝03..820 Ω＝4 Ω. R2 断路前，电压表的示数 U＝U2＝2 V，路端电压 U0＝I3·R3＝(0.75×4)V＝ 3 V. 对于 R1，R2 支路，根据串联电路的分压原理， U0U－2U2＝RR21，R2＝UU0－2·RU12＝32－×24 Ω＝8 Ω. 所以，电路中总电流 I0＝UR30＋R1U＋0R2＝(34＋4＋3 8)A＝1 A. 根据闭合电路欧姆定律分析， R2 断路前，E＝U0＋I0r，即 E＝3＋r； R2 断路后，E＝U′＋I′r，即 E＝3.2＋0.8r. 解得 E＝4 V，r＝1 Ω. 答案：(1)R2 断路 (2)4 V 1 Ω。
高中物理学习材料桑水制作第4章探究闭合电路欧姆定律一、选择题1.用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是A．电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值B．外电路断开时，内电压为零，路端电压也为零C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小D．路端电压增大时，电源的效率一定增大2.在已接电源的闭合电路中，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，电源电动势也随内电压减小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，电源电动势始终为二者之和，保持恒定3.某电路如图所示，已知电池内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω，理想电压表的示数U=3.0V，则电池组的电动势E等于A．3.0V B．3.6V C．4.0V D．4.2V4.如图所示的电路中，当R1的滑片向左移动时，若电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2(均为绝对值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系是A．ΔU1＞ΔU2 B．ΔU1=ΔU2C．ΔU1＜ΔU2 D．条件不足，无法确定5.如图，电源的内阻不可忽略。
已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A，那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A．0.28A B．0.25AC．0.22A D．0.19A二、计算题6.如图所示， R 为电阻箱，V为理想电压表。
当电阻箱读数为 R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为 U2=5V。
求：（1）电源的电动势 E 和内阻 r；（2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？7.如图所示的电路中，定值电阻R=3 Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1，求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）。
研究闭合电路欧姆定律一、教学目标（一）知识目标1、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、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题。
3、知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
4、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线表达，并能用来分析、计算有关问题。
5、理解闭合电路的功率表达式。
6、理解闭合电路中能量转化的情况。
（二）能力目标1、培养学生分析问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律。
2、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线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力。
（三）情感目标1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点。
2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系。
3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想观点。
二、教学思路1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．教材中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论．需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的．电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，作为电源，有正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极．2、路端电压与电流（或外电阻）的关系，是一个难点．希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释．路端电压与电流的关系图线，可以直观地表示出路端电压与电流的关系，务必使学生熟悉这个图线．学生应该知道，断路时的路端电压等于电源的电动势．因此，用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势．在考虑电压表的内阻时，希望通过第五节的“思考与讨论”，让学生自己解决这个问题．3、最后讲述闭合电路中的功率，电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中．三、重点、难点分析（一）重点：1、电动势是表示电源特性的物理量2、闭合电路欧姆定律的内容；3、应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律．（二）难点：1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和．2、短路、断路特征3、应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系四、教学过程设计（一）电动势教师引导：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？学生回答：导体中有自由移动的电荷，导体两端有电势差．教师：这两个条件能不能形成恒定的电流？学生：不能。
高中物理学习材料桑水制作第4章探究闭合电路欧姆定律一、选择题1.用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是A．电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值B．外电路断开时，内电压为零，路端电压也为零C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小D．路端电压增大时，电源的效率一定增大2.在已接电源的闭合电路中，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，电源电动势也随内电压减小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，电源电动势始终为二者之和，保持恒定3.某电路如图所示，已知电池内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω，理想电压表的示数U=3.0V，则电池组的电动势E等于A．3.0V B．3.6V C．4.0V D．4.2V4.如图所示的电路中，当R1的滑片向左移动时，若电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2(均为绝对值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系是A．ΔU1＞ΔU2 B．ΔU1=ΔU2C．ΔU1＜ΔU2 D．条件不足，无法确定5.如图，电源的内阻不可忽略。
已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A，那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A．0.28A B．0.25AC．0.22A D．0.19A二、计算题6.如图所示， R 为电阻箱，V为理想电压表。
当电阻箱读数为 R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为 U2=5V。
求：（1）电源的电动势 E 和内阻 r；（2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？7.如图所示的电路中，定值电阻R=3 Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1，求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）。
测量电源的电动势和内阻A 组1.(多选)某兴趣小组研究三个电池的电动势和内阻,画出电池的U -I 图像如图所示,其中甲和丙两图线平行。
下列判断正确的是( ) A.甲电池的电动势比乙电池的大 B.乙电池的电动势和内阻都比丙电池的大 C.甲和丙两电池的内阻相等D.甲电池的内阻最大,丙电池的内阻最小解析:电池的U -I 图线的纵轴截距表示电池的电动势,斜率绝对值表示内阻,可以判断选项B 、C 正确。
答案:BC2.(多选)下面给出的用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据处理方法中,既能减小偶然误差,又直观简便的方法是( )A.测出两组I 和U 数据,代入{E =E 1+E 1EE =E 2+E 2E 方程组,求出E 和rB.测出多组I 和U 数据,代入方程求出几组E 和r ,最后求出平均值C.测出多组I 和U 数据,画出U -I 图像,根据图像求出E 和rD.测出多组I 和U 数据,分别求出I 和U 的平均值,然后代入公式求出E 和r 答案:AD 3.(多选)用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时,若有两只电压表V1、V2量程相同,内阻分别为R V1、R V2,且R V1>R V2;两只电流表A1、A2量程相同,内阻分别为R A1、R A2,且R A1>R A2,在实验中,为了使E、r的测量值更精确一些,选择的电表可以是() A.V1与A1 B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2解析:本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响,电压表内阻越大,电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值,所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值,故电压表选用内阻大的好,而电流表内阻对本实验无影响,因为电流表内阻与R是串联,不需知道R与R A的值,故电流表选用哪一个都可以。
答案:AB4.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。
当开关S闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为 0.8 V,则电池的电动势等于()A.1 VB.1.2 VC.2 VD.4 V=r+1.5(Ω)解析:开关闭合时,R总=r+R1+E2E3E2+E3=1A代入公式得E=r+1.5(V)①将I=EE1开关断开时,R总'=r+R1+R3=r+2(Ω)=0.8A代入公式得E=0.8r+1.6(V)②将I'=E'E1解之得E=2V,r=0.5Ω。
