资源简介

第二节　闭合电路的欧姆定律
(分值：100分)
选择题1～12题，每小题7分，共84分。
对点题组练
题组一　对电源电动势和内阻的理解
1.(多选)对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是(　　)
E与W成正比
E与q成反比
E的大小与W、q无关
W表示非静电力做的功
2.(多选)关于电动势，下列说法正确的是(　　)
电源两极间的电压等于电源电动势
电动势越大的电源，将其他形式的能转化为的电能就越多
电源电动势的数值等于内、外电压之和
电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关
3.(2024·广东中山高二期末) 用国际单位制的基本单位表示电动势的单位，下列选项正确的是(　　)
A·Ω J/C N·m/C kg·m2/(A·s3)
题组二　闭合电路的欧姆定律
4.如图所示的电路中，电阻R＝2.0 Ω，电源的电动势E＝6.0 V，内电阻r＝1.0 Ω。闭合开关S后，电阻R两端的电压为(　　)
4.0 V 2.0 V 1.5 V 1.0 V
5.(多选) (2024·广州一中月考)如图所示，当可变电阻为R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则(　　)
此时理想电流表的示数是2 A
此时理想电流表的示数是3 A
电源的内阻是1 Ω
电源的内阻是2 Ω
6.如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，理想电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
1 Ω 2 Ω 3 Ω 4 Ω
题组三　路端电压与负载的关系
7.两个电池的U－I图像如图所示，从图像中可以看出(　　)
电池a的电动势较大，内阻较大
电池a的电动势较小，内阻较小
电池b的电动势较小，内阻较大
电池b的电动势较大，内阻较小
8.(多选)如图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知(　　)
电源电动势为2.0 V
电源短路时电流为6.0 A
电源内阻为 Ω
电路路端电压为1.0 V时，电路中电流为5.0 A
9.(多选)A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图所示，则下列结论正确的是(　　)
电源电动势EA＝EB
电源内阻rA＝rB
电源A的短路电流为0.2 A
电源B的短路电流为0.3 A
10.(2024·龙岩市高二期末)物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数量逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释，下列说法正确的是(　　)
外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变
外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大
综合提升练
11.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定电流为1.5 A。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是(　　)
电源的内阻为4 Ω
小灯泡的电阻为2 Ω
当开关S接到位置2时，小灯泡不能正常发光
当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V
12.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，电路中电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
A B C D
培优加强练
13.(16分)如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4 V，电流表A的示数为0.2 A，S断开时，电流表A的示数为0.3 A，电压表和电流表均为理想电表。求：
(1)(8分)电阻R3；
(2)(8分)电源电动势E和内阻r。
第二节　闭合电路的欧姆定律
1.CD　[电动势的定义式E＝中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，W为非静电力做的功，故A、B错误，C、D正确。]
2.CD　[电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压小于电源电动势，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A错误，C正确；电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为的电能就越多，故B错误；电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D正确。]
3.D　[电动势单位为伏特(V)，由P＝UI，推知1 V＝1＝1＝1＝1 kg·m2/(A·s3)，故D正确。]
4.A　[由闭合电路的欧姆定律有I＝＝2.0 A，故U＝IR＝4.0 V，选项A正确。]
5.AC　[由题图可知电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由I＝，得I＝2 A，再由E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入，可得r＝1 Ω，故A、C正确，B、D错误。]
6.A　[当断开S时，理想电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路的欧姆定律可知，I＝，联立解得r＝1 Ω，A正确，B、C、D错误。]
7.A　[根据闭合电路的欧姆定律知U＝E－Ir，故U－I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a的电动势较大，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故a的内阻较大，故A正确，B、C、D错误。]
8.AD　[由U＝E－Ir可知，当I＝0时，U＝E，由图读出U＝2.0 V，故A正确；电源的内阻r＝＝0.2 Ω，电源短路时电流I短＝＝10 A，故B、C错误；当电路路端电压为1.0 V时，电路中电流I＝＝5.0 A，故D正确。]
9.BD　[由U＝E－Ir可知，当I＝0时，U＝E，U－I图线的斜率的绝对值表示电源内阻。由题图看出，A的电动势为EA＝2.0 V，B的电动势为EB＝1.5 V，即EA>EB，故A错误；两图线平行，说明两电源的内阻相等，即rA＝rB，故B正确；电源A的短路电流为IA＝＝ A＝0.4 A，故C错误；电源B的短路电流为
IB＝＝ A＝0.3 A，故D正确。]
10.B　[当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可得干路中的电流I＝增大，根据E＝U＋Ir可知，路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，已点亮的电灯亮度变暗，故B正确，A、C、D错误。]
11.BC　[小灯泡的电阻RL＝＝ Ω＝2 Ω，当开关接1时，通过电阻R的电流I＝＝ A＝0.1 A，根据闭合电路的欧姆定律知E＝U＋Ir，代入数据得r＝2 Ω，故A错误，B正确；当开关接2时，通过灯泡的电流IL′＝＝ A＝0.8 A，小于灯泡的额定电流，则灯泡L不能正常发光，此时灯泡两端的电压为UL′＝IL′RL＝0.8×2 V＝1.6 V，故C正确，D错误。]
12.AB　[由闭合电路的欧姆定律有I＝①
U＝E－Ir＝E－r＝E＝E②
U′＝Ir＝E③
根据①式可知，I随R的增大单调递减，但不是线性变化，故A正确；根据②式结合数学知识可知B正确，D错误；根据③式可知C错误。]
13.(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω
解析　(1)S闭合时，R2两端电压U2＝I2R2＝6 V
所以R1两端电压为U1＝U－U2＝5.4 V
则流过R1的电流I1＝＝0.6 A
流过电阻R3的电流I3＝I1－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A
所以电阻R3的阻值R3＝＝ Ω＝15 Ω。
(2)由闭合电路欧姆定律
当开关闭合时E＝U＋I1r
当开关断开时E＝I′(R1＋R2＋r)
解得E＝12 V，r＝1 Ω。第二节　闭合电路的欧姆定律
学习目标　1.掌握电动势的概念，知道电动势等于内外电路电压之和。2.了解内电路、外电路，理解内外电路的能量转化。3.掌握闭合电路的欧姆定律并会进行有关计算。
知识点一　对电源电动势和内阻的理解
电源是给电路提供电能的装置。如图所示，在电源内部，将正电荷从负极搬到正极，静电力做正功还是负功，电势能如何变化？除了静电力，电荷在电源内部移动时，还受到其他作用力吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.电路
(1)闭合电路：用导线把________、用电器连成一个闭合电路。
(2)外电路和外阻：电源________的电路叫作外电路，外电路上的电阻称为外电阻。
(3)内电路和内阻：电源________的电路叫作内电路，内电路上的电阻称为内阻。
(4)电流方向：在外电路中，电流由电势高的________流向电势低的________；在内电路中，电流从电势低的________流向电势高的________。
2.非静电力：电源提供的把正电荷由负极搬运到正极的力。
3.内、外电路能量转化关系
(1)在外电路中自由电荷在静电力的作用下移动，静电力做正功，正电荷从正极流向负极，________转化为其他形式的能。
(2)在电源内部自由电荷在非静电力的作用下移动，非静电力做正功，把正电荷从负极搬动到正极，将________________转化为电能。
4.电源
从能量转化的角度看，电源是通过____________做功将其他形式的能________________。
电源内部由导体组成，因此也有电阻，这个电阻叫作电源的内阻。
5.电动势
(1)定义
非静电力把正电荷在电源内部从负极移至正极所做的功与所移动的电量的比值，叫作电源的电动势。
(2)公式：________。
(3)单位：________，符号为V。
(4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小。电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从__________移送到________所做的功。
(5)电动势由电源中____________的特性决定，跟电源的体积________，跟外电路也________(均选填“有关”或“无关”)。
6.电源的容量
(1)定义：电池放电时输出的总电量。
(2)单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)。
【思考】
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
(2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思考判断】
(1)电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。(　　)
(2)E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定。(　　)
(3)一节1.5 V的5号干电池和一节1.5 V的7号干电池把其他形式的能转化为电能的本领一样大。(　　)
(4)电动势定义式E＝中的W与电压U＝中的W是同种性质力所做的功。(　　)
(5)电动势跟电源的体积无关，外电路变化时，电动势也变化。(　　)
例1 (多选)(2024·广东梅州市高二期末)关于电动势E的说法正确的是(　　)
A.电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电量q的大小成反比
B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关
C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D.电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
电动势E在数值上与回路的总电压相等、与初中学的U不一样，U是外电阻的总电压，E等内阻和外阻的电压总和。
电动势就表示了电源把其他能转化为电能本领的物理量，具体是搬运1 C电荷时，非静电力做功的大小。　　　　
训练1 (2024·佛山一中高二月考)如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h) GB/T 18 287－2 000 锂聚合物电池/Li－Polymer Battery 充电限制电压：4.35 V
A.4.35 V表示该电池的电动势
B.该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时
C.11.4 W·h表示该电池能提供的电量
D.3 000 mA·h表示该电池能提供的电能
知识点二　闭合电路的欧姆定律
如图为一闭合电路，闭合开关后
(1)在外电路和内电路中，沿电流方向的各点的电势如何变化？
(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？根据能量守恒定律，它们之间有怎样的关系？
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内阻r的关系怎样？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.内容：闭合电路中的电流与电源的__________成正比，与内、外电路的____________成反比。
2.表达式：I＝________。
3.另外两种表达形式：(1)E＝U外＋________；
(2)E＝IR＋________。
4.内、外电路中的电势及能量变化
在外电路，沿电流方向电势降低，电势能转化为其他形式的能；在内电路，沿电流方向电势升高，其他形式的能转化为电势能。
【思考】
若外电路含有电动机，消耗的电能与整个回路生成的热能还相等吗？闭合电路的欧姆定律I＝还成立吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 (2024·广东清远高二期末)如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V。两表均视为理想电表，求：
(1)R1、R2的阻值；
(2)电源的电动势和内阻。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
闭合电路问题的求解方法
(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流。
(2)部分电路的欧姆定律应用于某部分电路，闭合电路的欧姆定律应用于全电路，研究对象不同，应加以区分。
(3)开关断开、闭合对应于电路的两种形式，可列两个方程，要加强方程的思想。　　　　训练2 (多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则(　　)
A.此时理想电流表的示数是2 A
B.此时理想电流表的示数是3 A
C.电源的内阻是1 Ω
D.电源的内阻是2 Ω
知识点三　路端电压与负载的关系
1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压及电路中的电流。通过数据计算，你发现了怎样的规律？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.根据路端电压与电流的函数关系式，分析U－I关系图像的斜率大小及纵截距的物理意义。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.路端电压与负载
(1)路端电压U：外电路电压。它是外电路上总的电势降落。表达式U＝________。
(2)负载R：电路中消耗电能的用电器称为负载。
2.路端电压与负载的关系
(1)路端电压随外电阻的变化规律：当外电阻R增大时，由I＝可知电流I______________，内电压U内＝Ir逐渐______________，路端电压U＝E－Ir________；反之亦然。
(2)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为________，U＝________，即断路时的路端电压等于____________。
当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝__________。
3.电源的U－I图像
(1)函数表达式：U＝________。
(2)U－I图线是一条倾斜的直线，如图所示。
(3)纵轴上的截距：表示电源的____________；
横轴上的截距：表示电源的短路电流，I短＝________。
(4)图线斜率的绝对值：表示电源的__________，即r＝＝||。
【思考】
1.可以用导线将电源两端直接连接在一起吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.比较图像1和2，说明E1和E2、r1和r2的大小关系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 (2024·广东佛山高二期末)测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了 U－I图线，由图可知(　　)
A.电流为0.4 A时，外电路电阻为0
B.电池内阻的测量值为3.50 Ω
C.外电路发生短路时的电流为0.40 A
D.外电路电压为1.20 V时，电流I′＝0.20 A
训练3 图甲为某电源的U－I图线，图乙为某小灯泡的U－I图线的一部分，则下列说法中正确的是(　　)
A.电源的内阻为10 Ω
B.当小灯泡两端的电压为2.5 V时，它的电阻约为10 Ω
C.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡两端的电压约为1.3 V
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3 W
随堂对点自测
1.(电动势和电池容量的理解)(多选)(2024·广东惠州月考)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是(　　)
A.该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位
B.该电池的电动势为3.6 V
C.该电池在工作1小时后达到的电流为500 mA
D.若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
2.(闭合电路的欧姆定律的理解)(多选)某一电源的电动势为E，内阻为r，外电路(纯电阻电路)的电阻为R，此电路(　　)
A.短路电流为
B.短路电流为
C.正常工作时的电流为
D.正常工作时的电流为
3.(对电源U－I图像的理解)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　)
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的短路电流为0.5 A
C.电源的内阻为12 Ω
D.电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
4.(闭合电路的欧姆定律的应用)如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V　8 W ” 的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V。求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
第二节　闭合电路的欧姆定律
知识点一
导学　提示　静电力做负功，电势能增加；电源还需提供电荷移动的动力。
知识梳理
1.(1)电源　(2)外部　(3)内部　(4)正极　负极　负极　正极
3.(1)电能　(2)其他形式的能　4.非静电力　转化为电能的装置　5.(2)E＝　(3)伏特　(4)负极　正极　(5)非静电力　无关　无关
[思考] 提示　(1)把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.5 J；非静电力做功7.5 J；把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.4 J；非静电力做功7.4 J。
(2)不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电量有关。若把带相同电量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大；可以用非静电力做的功与电量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。
[思考判断] (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
例1 BC　[E＝是电动势的定义式，电动势与W、q没有关系，它是由电源本身决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故A、D错误，B、C正确。]
训练1 B　[4.35 V为充电限制电压，不是该电池的电动势，故A错误；该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作t＝＝30 h，故B正确；11.4 W·h为电池的充电电能，不是该电池能提供的电量，故C错误；mA·h为电量的单位，所以3 000 mA·h表示该电池能提供的电量，故D错误。]
知识点二
导学　提示　(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高。
(2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt
(3)E＝IR＋Ir或I＝
知识梳理
1.电动势　电阻之和　2.　3.(1)Ir　(2)Ir
[思考] 提示　不相等，不成立
例2 (1)6 Ω　6 Ω　(2)5.6 V　0.5 Ω
解析　(1)当S断开时R1＝＝6 Ω
当S闭合时R并＝＝3 Ω
根据并联电阻的特点得R并＝
解得R2＝6 Ω
(2)当S断开时，由欧姆定律得E＝I1(R3＋r)＋U1
当S闭合时E＝I2(R3＋r)＋U2，解得E＝5.6 V，r＝0.5 Ω。
训练2 AC　[题图所示电压表测量的是可变电阻两端的电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由欧姆定律有U＝IR，得I＝2 A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，可得r＝1 Ω，故选项A、C正确，B、D错误。]
知识点三
导学
1.提示　外电压分别为7.5 V、8 V、9 V，电流分别为2.5 A、2 A、1 A。随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大，电流逐渐减小。
2.提示　由E＝U＋Ir得U＝E－Ir，则U－I图像如图所示。斜率的大小表示电源内阻，纵截距表示电源电动势。
知识梳理
1.(1)E－Ir　2.(1)减小　减小　增大　(2)0　E　电源电动势　　3.(1)E－Ir　(3)电动势E　　(4)内阻
[思考]
1.提示　不可以。
2.提示　E1＝E2，r1＜r2。
例3 D　[根据E＝U＋Ir，可得U＝－Ir＋E，可知U－I图像的纵轴截距表示电动势，则有E＝1.40 V，U－I图像的斜率绝对值表示内阻，则有r＝＝Ω＝1 Ω，故B错误；当外电路发生短路时，外电阻为0，则有I短＝＝ A＝1.4 A，故A、C错误；外电路电压为1.20 V时，根据E＝U′＋I′r，可得I′＝＝ A＝0.20 A，故D正确。]
训练3 C　[由图甲，根据U＝E－Ir可得电动势E＝4 V，内阻r＝＝ Ω＝7.5 Ω，故A错误；当小灯泡两端的电压为2.5 V时，它的电阻R＝＝ Ω＝5 Ω，故B错误；
把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，如图所示：两U－I图线的交点即小灯泡的电压、电流，故U≈1.3 V，I≈0.36 A，所以，小灯泡的功率P＝UI＝1.3×0.36 W≈0.47 W，故C正确，D错误。]
随堂对点自测
1.BD　[电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，mA·h是电量单位，故A错误，B正确，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h，电池的容量表示电池工作时能移动的电量的多少，故C错误，D正确。]
2.BD　[短路是指外电路电阻为零，则短路电流为I短＝，选项A错误，B正确；根据闭合电路的欧姆定律，知此电路正常工作时的电流为I＝，选项C错误，D正确。]
3.A　[电源的U－I图像中纵截距代表电源电动势，斜率的绝对值代表内阻，因此电源的电动势为6.0 V，内阻r＝＝ Ω＝2 Ω，C错误，A正确；短路电流为I＝＝ A＝3 A，B错误；电流为0.3 A时的外电阻R＝－r＝18 Ω，D错误。]
4.(1)5 Ω　(2)6 V　1 Ω
解析　(1)当开关S接b点时，由欧姆定律得，电阻R的阻值为
R＝＝ Ω＝5 Ω。
(2)当开关S接a时，U1＝4 V，I1＝＝ A＝2 A
根据闭合电路的欧姆定律得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
联立解得E＝6 V，r＝1 Ω。(共59张PPT)
第二节　闭合电路的欧姆定律
第四章　闭合电路
1.掌握电动势的概念，知道电动势等于内外电路电压之和。2.了解内电路、外电路，理解内外电路的能量转化。3.掌握闭合电路的欧姆定律并会进行有关计算。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　闭合电路的欧姆定律
知识点一　对电源电动势和内阻的理解
知识点三　路端电压与负载的关系
知识点一　对电源电动势和内阻的理解
电源是给电路提供电能的装置。如图所示，在电源内部，将正电荷从负极搬到正极，静电力做正功还是负功，电势能如何变化？除了静电力，电荷在电源内部移动时，还受到其他作用力吗？
提示　静电力做负功，电势能增加；电源还需提供电荷移动的动力。
1.电路
(1)闭合电路：用导线把______、用电器连成一个闭合电路。
(2)外电路和外阻：电源______的电路叫作外电路，外电路上的电阻称为外电阻。
(3)内电路和内阻：电源______的电路叫作内电路，内电路上的电阻称为内阻。
(4)电流方向：在外电路中，电流由电势高的______流向电势低的______；在内电路中，电流从电势低的______流向电势高的______。
2.非静电力：电源提供的把正电荷由负极搬运到正极的力。
电源
外部
内部
正极
负极
负极
正极
3.内、外电路能量转化关系
(1)在外电路中自由电荷在静电力的作用下移动，静电力做正功，正电荷从正极流向负极，______转化为其他形式的能。
(2)在电源内部自由电荷在非静电力的作用下移动，非静电力做正功，把正电荷从负极搬动到正极，将__________________转化为电能。
4.电源
从能量转化的角度看，电源是通过____________做功将其他形式的能________________________。
电源内部由导体组成，因此也有电阻，这个电阻叫作电源的内阻。
电能
其他形式的能
非静电力
转化为电能的装置
5.电动势
(1)定义
非静电力把正电荷在电源内部从负极移至正极所做的功与所移动的电量的比值，叫作电源的电动势。
(2)公式：_________。
(3)单位：______，符号为V。
(4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小。电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从______移送到______所做的功。
(5)电动势由电源中____________的特性决定，跟电源的体积______，跟外电路也______(均选填“有关”或“无关”)。
伏特
负极
正极
非静电力
无关
无关
6.电源的容量
(1)定义：电池放电时输出的总电量。
(2)单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)。
【思考】
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
(2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
提示　(1)把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.5 J；非静电力做功7.5 J；把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.4 J；非静电力做功7.4 J。
(2)不是。非静电力对电荷做功多少与电荷的电量有关。若把带相同电量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大；可以用非静电力做的功与电量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。
【思考判断】
×
√
√
×
×
BC
例1 (多选)(2024·广东梅州市高二期末)关于电动势E的说法正确的是(　　)
A.电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电量q的大小成反比
B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关
C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D.电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同
电动势E在数值上与回路的总电压相等、与初中学的U不一样，U是外电阻的总电压，E等内阻和外阻的电压总和。
电动势就表示了电源把其他能转化为电能本领的物理量，具体是搬运1 C电荷时，非静电力做功的大小。　　　　
B
训练1 (2024·佛山一中高二月考)如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h)
GB/T 18 287－2 000
锂聚合物电池/Li－Polymer Battery
充电限制电压：4.35 V
A.4.35 V表示该电池的电动势
B.该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时
C.11.4 W·h表示该电池能提供的电量
D.3 000 mA·h表示该电池能提供的电能
3.8 V　3 000 mA·h(11.4 W·h)
GB/T 18 287－2 000
锂聚合物电池/Li－Polymer Battery
充电限制电压：4.35 V
知识点二　闭合电路的欧姆定律
如图为一闭合电路，闭合开关后
(1)在外电路和内电路中，沿电流方向的各点的电势如何变化？
(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？根据能量守恒定律，它们之间有怎样的关系？
(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内阻r的关系怎样？
提示　(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高。
(2)EIt　I2rt　I2Rt　EIt＝I2Rt＋I2rt
1.内容：闭合电路中的电流与电源的_________成正比，与内、外电路的____________成反比。
电动势
电阻之和
2.表达式：I＝_________。
3.另外两种表达形式：(1)E＝U外＋______；
(2)E＝IR＋______。
Ir
Ir
4.内、外电路中的电势及能量变化
在外电路，沿电流方向电势降低，电势能转化为其他形式的能；在内电路，沿电流方向电势升高，其他形式的能转化为电势能。
【思考】
提示　不相等，不成立
例2 (2024·广东清远高二期末)如图所示，R3＝0.5 Ω，S断开时，两表读数分别为0.8 A和4.8 V，S闭合时，它们的读数分别变为1.4 A和4.2 V。两表均视为理想电表，求：
(1)R1、R2的阻值；
(2)电源的电动势和内阻。
解得R2＝6 Ω
(2)当S断开时，由欧姆定律得E＝I1(R3＋r)＋U1
当S闭合时E＝I2(R3＋r)＋U2
解得E＝5.6 V，r＝0.5 Ω。
答案　(1)6 Ω　6 Ω　(2)5.6 V　0.5 Ω
闭合电路问题的求解方法
(1)分析电路特点：认清各元件之间的串、并联关系，特别要注意电压表测量哪一部分的电压，电流表测量哪个用电器的电流。
(2)部分电路的欧姆定律应用于某部分电路，闭合电路的欧姆定律应用于全电路，研究对象不同，应加以区分。
(3)开关断开、闭合对应于电路的两种形式，可列两个方程，要加强方程的思想。　　　　
AC
训练2 (多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则(　　)
A.此时理想电流表的示数是2 A
B.此时理想电流表的示数是3 A
C.电源的内阻是1 Ω
D.电源的内阻是2 Ω
解析　题图所示电压表测量的是可变电阻两端的电压，电流表测的是通过可变电阻R的电流，由欧姆定律有U＝IR，得I＝2 A，再由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，可得r＝1 Ω，故选项A、C正确，B、D错误。
知识点三　路端电压与负载的关系
1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压及电路中的电流。通过数据计算，你发现了怎样的规律？
提示　外电压分别为7.5 V、8 V、9 V，电流分别为2.5 A、2 A、1 A。随着外电阻的增大，路端电压逐渐增大，电流逐渐减小。
2.根据路端电压与电流的函数关系式，分析U－I关系图像的斜率大小及纵截距的物理意义。
提示　由E＝U＋Ir得U＝E－Ir，则U－I图像如图所示。斜率的大小表示电源内阻，纵截距表示电源电动势。
1.路端电压与负载
(1)路端电压U：外电路电压。它是外电路上总的电势降落。表达式U＝____________。
(2)负载R：电路中消耗电能的用电器称为负载。
E－Ir
2.路端电压与负载的关系
减小
减小
增大
0
E
电源电动势
3.电源的U－I图像
(1)函数表达式：U＝____________。
(2)U－I图线是一条倾斜的直线，如图所示。
(3)纵轴上的截距：表示电源的____________；
E－Ir　
电动势E
横轴上的截距：表示电源的短路电流，I短＝___。
内阻
【思考】
1.可以用导线将电源两端直接连接在一起吗？
提示　不可以。
2.比较图像1和2，说明E1和E2、r1和r2的大小关系？
提示　E1＝E2，r1＜r2。
D
例3 (2024·广东佛山高二期末)测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了 U－I图线，由图可知(　　)
A.电流为0.4 A时，外电路电阻为0
B.电池内阻的测量值为3.50 Ω
C.外电路发生短路时的电流为0.40 A
D.外电路电压为1.20 V时，电流I′＝0.20 A
C
训练3 图甲为某电源的U－I图线，图乙为某小灯泡的U－I图线的一部分，则下列说法中正确的是(　　)
A.电源的内阻为10 Ω
B.当小灯泡两端的电压为2.5 V时，它的电阻约为10 Ω
C.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡两端的电压约为1.3 V
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3 W
把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，如图所示：两U－I图线的交点即小灯泡的电压、电流，故U≈1.3 V，I≈0.36 A，所以，小灯泡的功率P＝UI＝1.3×0.36 W≈0.47 W，故C正确，D错误。
随堂对点自测
2
BD
1.(电动势和电池容量的理解)(多选)(2024·广东惠州月考)如图所示为一块手机电池的背面印有的一些信息，下列说法正确的是(　　)
A.该电池的容量为500 mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位
B.该电池的电动势为3.6 V
C.该电池在工作1小时后达到的电流为500 mA
D.若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
解析　电池上的3.6 V表示电池的电动势，500 mA·h表示电池的容量，mA·h是电量单位，故A错误，B正确，由500 mA·h＝t×10 mA得，t＝50 h，电池的容量表示电池工作时能移动的电量的多少，故C错误，D正确。
BD
2.(闭合电路的欧姆定律的理解)(多选)某一电源的电动势为E，内阻为r，外电路(纯电阻电路)的电阻为R，此电路(　　)
A
3.(对电源U－I图像的理解)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　)
A.电源的电动势为6.0 V B.电源的短路电流为0.5 A
C.电源的内阻为12 Ω D.电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
4.(闭合电路的欧姆定律的应用)如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V　8 W ” 的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V。求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻。
答案　(1)5 Ω　(2)6 V　1 Ω
根据闭合电路的欧姆定律得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
联立解得E＝6 V，r＝1 Ω。
课后巩固训练
3
CD
A.E与W成正比 B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关 D.W表示非静电力做的功
对点题组练
题组一　对电源电动势和内阻的理解
CD
2.(多选)关于电动势，下列说法正确的是(　　)
A.电源两极间的电压等于电源电动势
B.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为的电能就越多
C.电源电动势的数值等于内、外电压之和
D.电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关
解析　电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压小于电源电动势，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A错误，C正确；电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为的电能就越多，故B错误；电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D正确。
D
3.(2024·广东中山高二期末)用国际单位制的基本单位表示电动势的单位，下列选项正确的是(　　)
A.A·Ω B.J/C C.N·m/C D.kg·m2/(A·s3)
A
题组二　闭合电路的欧姆定律
4.如图所示的电路中，电阻R＝2.0 Ω，电源的电动势E＝6.0 V，内电阻r＝1.0 Ω。闭合开关S后，电阻R两端的电压为(　　)
A.4.0 V B.2.0 V
C.1.5 V D.1.0 V
AC
5.(多选)(2024·广州一中月考)如图所示，当可变电阻为R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则(　　)
A.此时理想电流表的示数是2 A B.此时理想电流表的示数是3 A
C.电源的内阻是1 Ω D.电源的内阻是2 Ω
A
6.如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，理想电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω
A
题组三　路端电压与负载的关系
7.两个电池的U－I图像如图所示，从图像中可以看出(　　)
A.电池a的电动势较大，内阻较大
B.电池a的电动势较小，内阻较小
C.电池b的电动势较小，内阻较大
D.电池b的电动势较大，内阻较小
解析　根据闭合电路的欧姆定律知U＝E－Ir，故U－I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a的电动势较大，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故a的内阻较大，故A正确，B、C、D错误。
AD
8.(多选)如图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知(　　)
BD
9.(多选)A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图所示，则下列结论正确的是(　　)
A.电源电动势EA＝EB
B.电源内阻rA＝rB
C.电源A的短路电流为0.2 A
D.电源B的短路电流为0.3 A
B
10.(2024·龙岩市高二期末)物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数量逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释，下列说法正确的是(　　)
A.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变
B.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
C.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大
BC
综合提升练
11.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定电流为1.5 A。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是(　　)
A.电源的内阻为4 Ω
B.小灯泡的电阻为2 Ω
C.当开关S接到位置2时，小灯泡不能正常发光
D.当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V
AB
12.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，电路中电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
根据①式可知，I随R的增大单调递减，但不是线性变化，故A正确；根据②式结合数学知识可知B正确，D错误；根据③式可知C错误。
培优加强练
13.如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4 V，电流表A的示数为0.2 A，S断开时，电流表A的示数为0.3 A，电压表和电流表均为理想电表。求：
(1)电阻R3；
(2)电源电动势E和内阻r。
答案　(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω
解析　(1)S闭合时，R2两端电压U2＝I2R2＝6 V
所以R1两端电压为U1＝U－U2＝5.4 V
流过电阻R3的电流
I3＝I1－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A
(2)由闭合电路欧姆定律
当开关闭合时E＝U＋I1r
当开关断开时E＝I′(R1＋R2＋r)
解得E＝12 V，r＝1 Ω。

展开更多......

收起↑