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12.2 闭合电路的欧姆定律
【学习目标】
1．初步了解电动势的物理意义。
2．了解电动势与内外电压的关系。
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，理解闭合电路中能量的转化。
【学习重难点】
1．重点：
①正确理解电动势的物理意义。
②对闭合电路欧姆定律的理解和应用。
2．难点：路端电压、电流随外电阻变化规律。
【学习过程】
（一）电源电动势和内阻。
1．电源： 。
2．电动势（E）：表征 ，它等于 。
3．内阻（r）：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的 。
例1．关于电源的电动势，下列说法正确的是（ ）
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1C的电荷量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路也有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
（二）闭合电路的欧姆定律。
1．闭合电路：只有用导线把电源、用电器连成一个____________电路，电路中才有电流。用电器、导线组成____________，电源内部是__________。在外电路中，正电荷在恒定电场的作用下由____________移向____________；在电源内部，非静电力把正电荷从____________移到________。
2．内外电压的关系：E= 。
3．闭合电路的欧姆定律：
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的________成正比，跟内、外电路的________之和成反比。
（2）公式表示：①I＝；②E＝I(R＋r)；③E＝U外＋U内。
（3）适用条件：①②两式适用于________电路，③式适用于一切电路。
例2：如图所示的电路中，电阻R＝10Ω。当开关S断开时，电压表示数为6V。当开关S闭合时，电压表示数为5.46V，则电源的内阻为多少？
（三）路端电压与负载的关系。
1．路端电压：就是________，也可以理解为电源两极间的电压。
2．负载：电路中，消耗电能的元件常常称为负载。负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。
3．路端电压随负载的变化：U＝E－Ir，或U＝E－。
（1）当R增大时，U______________；（2）R减小时，U__________；（3）当r＝0时，U不随_____的变化而变化，这种电源称为理想电源；（4）当R＝0时，这种情况叫______，I＝，由于电源内阻一般很小，故电路中的电流会很大，会导致烧毁电源甚至引起火灾，绝对不允许将电源正负极用导线直接连在一起；（5）当R→∞时，这种情况叫________，此时路端电压等于________。
4．路端电压与电流的关系：对纯电阻电路有：U＝E－Ir，对给定的电源，电动势和内电阻为定值，所以路端电压与电流是线性关系，如图所示，图像表达：U轴截距是________________，I轴截距等于_________，直线的斜率等于____________。
5．外电路断开时，路端电压等于______，外电路短路时，电路中的电流等于________（表达式）。
巩固练习
一、单选题
1．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，闭合电键K将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则下列结论正确的是（ ）
A．A的示数减小
B．V2的示数增大
C．与的比值等于r
D．与的比值大于与的比值
2．电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω的电阻，则电路中的电流强度为（　　）
A．1A B．2A C．3A D．4A
3．如图所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器C1的电荷量增多，电容器C2的电荷量减少
B．电容器C1的电荷量减少，电容器C2的电荷量增多
C．电容器C1、C2的电荷量都增多
D．电容器C1、C2的电荷量都减少
4．如图所示电路，两电源电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2，且E1=E2，r1 > r2，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，灯泡电阻可认为不变。现闭合开关S1，单刀双掷开关S2接1时，灯泡均正常发光，则下列说法中错误的是（ ）
A．若滑片Р向下滑动，则L2变亮，L3变暗
B．若滑片Р向下滑动，则L1变暗，L2变亮
C．若将单刀双掷开关S2切换至2，则L1、L2、L3均变亮
D．若将单刀双掷开关S2切换至2，则电源的输出功率可能变小
5．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数将变小
B．L1亮度不变，L2将变暗
C．L1将变亮，L2将变暗
D．电源内阻的发热功率将变小
6．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是（　　）
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
7．在如图所示的电路中，电源电动势恒定、内阻为r，R1为定值电阻。闭合开关S，理想电流表A、理想电压表V1、V2、V1的示数分别用I、U1、U2和U3表示。当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表示数变化量的绝对值分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，下列说法正确的是（　　）
A．不变，变大 B．变大，变小
C． D．
8．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1和R2是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则在该过程中，关于I1、I2发生的变化，下列说法正确的是（　　）
A．I1变小，I2变大 B．I1变大，I2变小
C．I1变大，I2变大 D．I1变小，I2变小
9．电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a、b电动势一样大，b内阻较大
B．R接到电源a上，电路中的电流较小
C．R接到电源b上，电源的输出功率较大
D．R接到电源b上，电源效率较高
二、多选题
10．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图象，利用图像回答下列问题。（　　）
A．电源的电动势为0.40V，内电阻r为3.5Ω
B．电源的电动势为1.40V，内电阻r为1Ω
C．由于电压表的分流作用，造成了本实验的系统误差
D．由于电流表的分压作用，造成了本实验的系统误差
11．如图是某小区出口自动门控制电路局部示意图，当有车辆经过门前处位置时，由于压力增大，埋在道路上的压力传感器阻值变大，A、B间的电压发生变化，控制电路接通。大门自动打开，电路中电源内阻r不能忽略．当有车辆通过时，下列判断正确的是（　　）
A．通过的电流变大
B．电源内阻r消耗功率变小
C．两端的电压变大
D．A、B间的电压变大
12．如图所示，直线为电源A的总功率随电流I变化的图线，抛物线为该电源内部热功率随电流I变化的图线．若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻B的阻值为
B．电源A的内阻为
C．电源A与电阻B串联后，路端电压为
D．电源A与电阻B串联后，电源A内部热功率为
13．无人机在人们生活中扮演着一个不可缺少的角色，为人们的生产生活带来诸多便利，一个摄影爱好者利用无人机在空中航拍，某时刻，无人机的电动机出现故障完全“卡死”（此时电动机视为纯电阻），通过短暂调整后无人机电动机恢复正常。无人机的内部简化电路如图所示，电源电压为E=12V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R1=1.5Ω，电动机的线圈电阻为R0=1Ω，电动机正常工作电流为I0=2A。（电流表为理想电流表，导线和开关电阻不计）求：
（1）电动机“卡死”状态下，电流表的示数I；
（2）电动机正常工作时两端电压U。
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．A
6．A
7．D
8．A
9．A
10．BC
11．BD
12．BC
13．（1）；（2）
试卷第1页，共3页
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