高二物理 闭合电路欧姆定律

高中物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.小勇同学设计了一种测定风力大小的装置，其原理如图所示。

E是内阻不计、电动势40Q的定值电阻。

v是由理想电压表改装成的指针式测风力为6V的电源。

R0是一个阻值为显示器。

R是与迎风板A相连的一个压敏电阻，其阻值可随风的压力大小变化而改变，其关系如下表所示。

迎风板人的重力忽略不计。

试求：(1)利用表中的数据归纳出电阻R随风力F变化的函数式；(2)若电压表的最大量程为5V,该装置能测得的最大风力为多少牛顿；(3)当风力F为500N时，电压表示数是多少；(4)如果电源E的电动势降低，要使相同风力时电压表测得的示数不变，需要调换R0，调(只写结论)换后的R0的阻值大小如何变化？R=30-°・°4F(°)；(2)F=550N；(3)U=4.8V；(4)阻值变【答案】(1)m大【解析】【分析】【详解】A F(1)通过表中数据可得：=S故R与F成线性变化关系设它们的关系式为：ARR=kF+b代入数据得：R=30-0.04F(Q)①(2)由题意，R0上的电压U R =5V，通过R0的电流为0RU1=青②U =竺=4.8V ⑤R T ③解①~④式，得，当电压表两端电压U 为5V 时，测得的风力最大RF 二550N ④m(3)由①式得R =10Q(4)阻值变大2. 如图所示，水平U 形光滑框架，宽度L=1m ，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量m =°.2弦，电阻R=0.50，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T ，方向垂直框架向上•现用F=1N 的拉力由静止开始向右拉ab 棒，当ab 棒的速度达到2m/s 时，求此时：(1) ab 棒产生的感应电动势的大小； (2)ab棒产生的感应电流的大小和方向；(3) ab棒所受安培力的大小和方向；【答案】(1)0.4V (2)0.8A 从a 流向b (3)0.16N 水平向左(4)4.2m/s 2 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：(1)根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ，求出电动势的大小.(2)由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向•(3)由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向.(4)根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度.(1)根据导体棒切割磁感线的电动势E=BLv=0.2x l x 2V=0.4VE 04(2)由闭合电路欧姆定律得回路电流I ==A =0.8A ,由右手定则可知电流方向R 0.5为：从a 流向b(3)ab 受安培力F =BIL =0.2x 0.8x l N=0.16N ,由左手定则可知安培力方向为：水平向左 (4)根据牛顿第二定律有：F -F =ma ，得ab 杆的加速度安4.2m/s23 14+1 A=0.2A1-0.16/m/s2=0.23.在如图所示的电路中，电阻箱的阻值K是可变的，电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。

“闭合电路欧姆定律”说课稿一、教材分析本节内容是恒定电流的这一章的重点，是在学生学习了部分电路的基本规律知识后而编排的，它是部分电路欧姆定律的延伸，也是复杂电路分析的基础.高中电流知识与初中电流知识的最大区别就在这一节，在整个电流知识体系中起着承上启下的作用。

学好本节知识是学好高中电流知识基础。

同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析有关电路问题.因此，本节是本章乃至整个电路部分的中心内容，更是本章教学的重点.二、教学目标1、知识目标：（1）掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义和图象.（2）会利用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因.2、能力目标：（1）培养学生用数学知识解决物理问题的能力和用逻辑推理方法分析问题的能力.（2）培养学生利用从一般到特殊的思维方法解决问题的能力.3、德育目标：使学生理解外电阻（R）的变化对电路影响的相互联系、制约的关系.三、教学重点和难点1、重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因.2、难点：定律的理解和利用公式分析实际问题的推理过程.四、教学方法探究式教学法、实验法、讨论法、多媒体辅助等方法五、讲授过程设计（一）利用实验导入新课1、让学生动手联接图示电路，并测量E1=3V，E2=9V.两电源的电动势. （实验E1用新的两节干电池，E2用一个旧的9V层叠电池。

）并读出灯泡的额定电压是6V2、电源的电动势就是电源两端的电压吗？让学生猜测：开关扳至1处的现象.让学生分析开关扳至2处时的现象，多数学生的结论是：更亮或烧毁.之后动手实验，现象与结论不符.先接1，正常发光，接2如何？预期现象：开关接2时灯反而比接1时暗，电压表读数也较小。

结论：电池接外电路与不接外电路，电池两端的电压是不同的3、告诉学生在学习过闭合电路欧姆定律后，就可解释这一现象.板书课题.设计意图从实验出发引入，演示出未知现象，激发学生要解决问题的欲望，从而使学生带着问题听课，以便达到最佳授课效果.（二）教学过程1、闭合电路欧姆定律1）.介绍什么是闭合电路、内电路、外电路通过分析在闭合电路中静电力移动电荷和非静电力移动电荷的特点，理解内电路和外电路电荷移动过程的不同。

高中物理《闭合电路欧姆定律》教案一、教学目标1.知识与技能–了解欧姆定律的基本概念和公式–掌握计算电流、电阻和电压关系的方法–理解闭合电路中电流、电阻、电压的作用和相互关系2.过程与方法–通过实验观察和数据分析，帮助学生理解欧姆定律–引导学生进行思维导图和概念表的绘制，加深对欧姆定律的理解–进行小组合作和讨论，培养学生合作与交流的能力3.情感、态度和价值观–培养学生的实验探究能力和科学思维–引导学生正确对待电路中的安全问题–培养学生对物理学科的兴趣和积极参与的态度二、教学重难点•教学重点：欧姆定律的基本概念和公式，计算电流、电阻和电压关系的方法•教学难点：欧姆定律与电路实际问题的应用三、教学过程1. 导入（5分钟）•使用一个简单的问题来引导学生思考：为什么我们打开水龙头，水就会流出来？•引导学生讨论，从中引出电流的概念以及与水流的类比。

2. 欧姆定律的引入（10分钟）•通过实验演示，展示欧姆定律的实验验证过程，引出欧姆定律的概念。

•让学生观察演示实验并记录相关数据，进行电压、电流和电阻的初步计算。

3. 欧姆定律的讲解与推导（15分钟）•结合实验数据和观察结果，讲解欧姆定律的定义和公式。

•通过推导欧姆定律的数学表达方式，让学生理解电流、电阻和电压之间的关系。

4. 欧姆定律的应用（15分钟）•分发练习题，让学生运用欧姆定律解决相关问题。

•引导学生分析不同电路中电流、电阻、电压的变化情况，加深对欧姆定律的理解。

5. 实例分析与讨论（15分钟）•列举一些生活中常见的电路问题，并引导学生分析和解决。

•小组合作讨论，让学生共同探讨电路问题背后的物理原理。

6. 总结归纳（10分钟）•引导学生进行思维导图和概念表的绘制，总结和归纳欧姆定律的重点内容。

•鼓励学生提出问题，解答学生的疑惑。

7. 课堂作业（5分钟）•布置相关练习题，巩固学生对欧姆定律的掌握程度。

•提示学生注意实验安全问题，并鼓励他们积极参与物理实验。

高二物理闭合电路欧姆定律公式及其应用一、基础知识归纳1.闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路①内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.②外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.(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，与内、外电路的电阻之和成反比.②适用条件：纯电阻电路.③闭合电路欧姆定律的表达形式有：Ⅰ.E=U外+U内Ⅱ.I=(I、R间关系)Ⅲ.U=E-Ir(U、I间关系)Ⅳ.U=E(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中U=IR，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).①路端电压随总电流的增大而减小.②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.③路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im=(短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.①外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高;②外电路断开时，R，路端电压U=E ;③外电路短路时，R=0，U=0，I=Im=E/r.3.电动势与路端电压的比较：电动势路端电压U物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的情况定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U+UU=IR测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总= IE =IU+IU=P出+P内(2)电源内耗功率：P内= I2r =IU=P总-P出(3)电源的输出功率：P出=IU=IE-I2r=P总-P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出=IU外=IE-I2r=-r(I-)2+，当I=时，电源的输出功率最大，P出=.P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出=I2R=()2R=由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R=r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm=.当R=r时，即I=E/2r时，电源的输出功率最大，P出=.P出-R图象如右图所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证明r=.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P 出增大;当Rr时，若R增大，则P出减小.注意：对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即=100%=100%=100%对纯电阻电路，电源的效率=100%=100%=100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小;b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).二、重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外+r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IE-I2r或I2R外.3.电源内阻消耗的功率是I2r.4.整个电路中有P电源=P外+P内.这显然是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的具体体现.二、闭合电路的动态分析分析问题分析解答这类习题的一般步骤是：1.确定电路的外电阻如何变化.说明：(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).(2)若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(以下简称并联段)，另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则分压器的总电阻为R总=R-R并+由上式可以看出，当R并减小时，R总增大;当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化情况相同.2.根据闭合电路的欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.3.由U内=I内r，确定电源的内电压如何变化.4.由U外=E-U内，确定电源的外电压(路端电压)如何变化.5.由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.6.确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.三、电路的故障分析1.常见的故障现象断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，则该段电路断路.如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落.短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障.在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求.电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障.在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求.欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障.在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源.试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔上的金属体.3.常见故障电路问题的分类解析(1)给定可能故障现象，确定检查方法;(2)给定测量值，分析推断故障;(3)根据观察现象，分析推断故障;(4)根据故障，分析推断可能观察到的现象.三、典例精析1.闭合电路中的功率问题【例1】如图所示，电源电动势为50V，电源内阻为1.0，定值电阻R 为14，M为直流电动机，电动机电阻为2.0.电动机正常运转时，电压表的读数为35V.求在100的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少.【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E-U)，所以电路中的电流为I=A=1.0A所以在100内电源做的功为W=EIt=501100J=5.0103J在100内电动机上把电能转化为机械能的部分是E=IUt-I2rt=(1.035100-122100)J=3.3103J【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.【拓展1】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1，保护电阻R0=0.5，求：(1)当电阻箱R读数为多少时，电源输出功率P出最大，并求这个最大值.(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值.(3)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的功率最大，并求这个最大值.【解析】(1)由电功率公式P出=()2R外=，当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=(1-0.5)=0.5时，P出ma某=W=9W(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0+r即R=(1+0.5)=1.5时，PRma某=W=6W(3)保护电阻消耗的功率为P=，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R=0时，PR0ma某=W=8W【拓展2】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是(CD)A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C.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PA=PB+PCD.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶42.闭合电路的动态分析【例2】如图所示，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律判断主干电路上的一些物理量变化.P向上滑，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U增大，至此，已判断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U和R1两端电压U减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化.这就要从另一条途径去分析：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.【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.【思维提升】当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓牵一发而动全身.判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.3.电路的故障分析【例3】某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算) .(2)由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是.【解析】(1)先将电路简化，R1与r看成一个等效内阻r，r=R1+r，则由V1和A1的两组数据可求得电源的电动势E;由A2和V1的数据可求出电阻R3;由V2和A1、A2的数据可求出R2.(2)当发现两电压表的示数相同时，但又不为零，说明V2的示数也是路端电压，即外电路的电压降全在电阻R2上，由此可推断RP两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R2是完好的，则RP一定短路;若假设RP是完好的，则R2一定断路.【答案】(1)E、R2、R3 (2)RP短路或R2断路【思维提升】知晓断路、短路时电压表的示数表现是解答故障类电路题的关键.【拓展3】如图所示，灯泡A和B都正常发光，R2忽然断路，已知U 不变，试分析A、B两灯的亮度如何变化【解析】当R2忽然断路时，电路的总电阻变大，A灯两端的电压增大，B灯两端的电压降低，所以将看到灯B比原来变暗了些，而灯泡A比原来亮了些.易错门诊【例4】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器.按下电键S，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围.【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻R==2.1I=A=2.4A再将滑动触头滑至右端，R3与R2串联再与R1并联，外电阻R==1.6 I==3A【错因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)，当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小，以至给人以一种思维定势：在没有分析具体电路的情况下，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小.【正解】将原图化简成如图所示.外电路的结构是R与R2串联、(R3-R)与R1串联，然后这两串电阻并联.要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大.设R3中与R2串联的那部分电阻为R，外电阻R为R=因为两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小.当R2+R=R1+R3-R时，R最大，解得R=2，R大=2.5因为R1=2R小==1.6由闭合电路的欧姆定律有：I小=A=2.1AI大=A=3A【思维提升】不同的电路结构对应着不同的能量分配状态.电路分析的重要性有如力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图，运用电阻串联、并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是分析电路的首要工作.看过的还:。