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2019-2020年高中物理 2.7《閉合電路歐姆定律》學(xué)案 教科版選修3-1 一．本節(jié)高考考點(diǎn)及要求 1．電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 II 2．閉合電路歐姆定律 I 二．基礎(chǔ)回顧 一、電動(dòng)勢(shì) 電源定義：把其它能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 作用：給電路提供持續(xù)的電壓。 2．電動(dòng)勢(shì)的含義： 描述電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。在數(shù)值上就等于電源 時(shí)兩極間電壓。用符號(hào)E表示。 （1）電動(dòng)勢(shì)由電源自身決定，與外電路 關(guān) （2）電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，關(guān)系式為E=U+U′ 二、閉合電路歐姆定律 1．閉合電路歐姆定律：電路中的電流和電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路中的總電阻成反比。 表達(dá)式為：I= 常常寫成：E=IR+Ir 2．路端電壓： 路端電壓變化規(guī)律 如圖所示電路。閉合電鍵，滑線變阻器阻值R逐漸減小，對(duì)應(yīng)伏特表讀數(shù)U逐漸 ，U的理論變化范圍為 。原因是：電源存在 ，隨著R變小，電流 ，因電源內(nèi)阻損失的電壓U′ ，外電路電電壓U 。 U=I1R U內(nèi)=I1r U r=0 I1 O E I 變化流程為： R↑→I↓→U′↓→U↑ 當(dāng)R→∞時(shí)，I= （斷路時(shí)）、U′= 、U= R↓→I↑→U′↑→U↓ 當(dāng)R=0時(shí)，I=（電路中最大電流）U′= 、U= 3．在閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 電源總功率（電路消耗總功率）：P總= 外電路消耗功率（電源輸出功率）：P出= 內(nèi)電路消耗功率（一定是發(fā)熱功率）：P內(nèi)= 純電阻電路中，電源輸出功率隨外電路電阻變化關(guān)系： o R P出 Pm r P出=UI=R=R 討論：當(dāng)R= 時(shí)，輸出功率有極大值：P出= ；電源輸出功率與外阻關(guān)系圖象如圖所示，R＜r時(shí)，R增大輸出功率 ，R=r時(shí)輸出功率 ，R＞r時(shí)，R增大，輸出功率 。 三．例題精講 例1．如圖2所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí)，電路中各電表示數(shù)如何變化？（電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì)） A1 A2 A3 V2 V A B V1 R1 R2 R3 C 解：滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí)，外電路電阻增大，由得總電流（I1）減小，電源內(nèi)部降壓減小，由U=E-得路端電壓U4增加，由U1=I R1得電阻R1電壓U1減小，由U2=U4-U1得AB間電壓U2增加，再由得R2支路電流I2增加，最后由I3=I1-I2得滑動(dòng)變阻器中電流I3減小。 2 A R1 R2 1 S 例2． 如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略．已知定值電阻R1=10Ω，R2=8Ω．當(dāng)電鍵S接位置1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.20A．那么當(dāng)電鍵S接位置2時(shí)，電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值 A.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A 解：電鍵接2后，電路的總電阻減小，總電流一定增大，所以不可能是0.19A．電源的路端電壓一定減小，原來(lái)路端電壓為2V，所以電鍵接2后路端電壓低于2V，因此電流一定小于0.25A．所以只能選C。 例3．在圖示的電路中，若R1=4Ω，R3=6Ω，電池內(nèi)阻r=0.6Ω，則電源總功率為40W，輸出功率為37.6W，求電源電動(dòng)勢(shì)和電阻R2 解：根據(jù)題目給出條件可知：電源內(nèi)電路發(fā)熱功率I2r=40－37.6=2.4W 電路電流強(qiáng)度I=2A 同電源總功率：εI=40， 得 ε=20V 即外電路總電阻： R= 根據(jù)閉合電路歐姆定律ε=IR+Ir 即： 20=2（2.4+R2）+20.6，解得 R2=7Ω 例4．如圖所示電路，電源的內(nèi)阻r=0.4Ω，電阻R1=R2=R3=4Ω，開(kāi)關(guān)S合上時(shí)，電流表A的示數(shù)為1.5A，電壓表V的示數(shù)為2V，求開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后電壓表V的示數(shù)。（電壓表和電流表內(nèi)阻的影響不計(jì)） 解答：開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)等效電路如圖：  R1 R2 R3 R4 U3＝I3R3＝14=4（V） U4=U3-U2=4-2=2（V） I(yíng)4=I1＋I(xiàn)2=1（A） R3 R1 R2 R4  E=U3＋（I3＋I(xiàn)4）r=4＋（1＋1）0.4=4.8（V） S斷開(kāi)時(shí)等效電路如圖  