1、2.7 闭合电路的规律【基本内容】一、电动势1电源：能将其它能转换成电能的装置。2电动势：电动势（E）是电源内非静电力移动单位电荷量从一个极到另一个极所做的功。实质上是表示其它能转化为电能本领的物理量。其中EW非/q是E的通式。3电压：电压U是表示电场力将单位电荷从电路中某一点移到另一点所做的功。实质上是表示电能转化为其他能本领的物理量。U=W电/q是电压的定义式。其中电场力在外电路的做功本领称为“外电压”；电场力在内电路的做功本领称为“内电压”。4电源电动势的大小：等于电源断路时两电极间的电压。二、闭合电路的欧姆定律5内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
2、6表达式：7实质：闭合电路欧姆定律实质上是电路中能量守恒定律的具体体现：U当外电路为纯电阻R时，。8适用条件：纯电阻电路。三、路端电压9路端电压：是指外电路两端的电压。10表达式：U=E-U，=E-Ir11路端电压与外电阻的关系：（1）函数关系（2）函数图像（如图）（3）图像特征：以（-r，E）为对称中心、以“R=-r”和“U=E”为渐近线的双曲线一支的一部分。IUO（4）函数特征：U 随着 R 的增大而单调增大。（5）当外电路断开时，U=E，当外电路短路时，U=012路端电压与电流的关系：（1）函数关系：U=E-Ir（2）函数图像（如图）（3）图线与纵轴截距的意义：电动势。图线与横轴截距的意
3、义外电路短路电流。图像斜率的意义：电源内电阻。四、电源的功率与效率（当外电路是纯电阻电路时）13电源的总功率：14电源的输出功率（外电路消耗功率）：15电源内部消耗功率：16最大输出功率：17电源效率表达式：【典例分析】例1如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6V和0.4A，当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内阻。【解析】IUO方法一：当S闭合时，、并联接入电路，由闭合回路欧姆定律得： 当S断开时，只有接入电路，得： 由、可得：V，方法二：利用U-I图象，如图，由于图线的斜率，由闭合回路欧姆定律=2V。注意：闭合电路欧姆定律的
4、应用计算通常有二种方法：一是充分利用题目的已知条件，结合欧姆定律列方程求解，有时求电流I是关键，I是联系内、外电路的桥梁；二是根据具体问题利用图象法，会带来更多方便。例2 如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向上移动时，下列结论正确的是（ ）A电压表的示数增大，电流表的示数减小B电压表和电流表的示数都增大C电压表的示数减小，电流表的示数增大D电压表和电流表的示数都减小解析（1）电路由两部分串联而成，一部分是，阻值不变，另一部分是由、并联而成。（2）变阻器的滑动头向上移动，使增大，导致整个外电路的电阻增大。则由可知：R增大，I减小。（3）由得U升高，即电压表示数增大。由可知减小；由可知升高；由
5、得增大；由得减小，即电流表示数减小。（4）正确选项为A。注意：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，要善于把部分电路和全电路结合起来，注意按部分整体部分的顺序，使得出的每一个结论都有依据，这样才能得出正确的判断。例3如图所示，电源的电动势，内阻，为变阻器，问：（1）要使变阻器获得的电功率最大，的值应是多大？这时的功率多大？（2）要使得到最大的电功率，的取值多大？的最大功率多大？这时电源的效率多大？（3）调节的阻值，能否使电源有最大的功率输出？为什么？解析（1）把看成是电源内阻的一部分，这样内电阻就是。利用电源输出功率最大的条件（R外=R内），可以求出：当时，有最大的功率：（
6、2）因为是定值电阻，所以流过的电流越大，的功率就越大。当时，电路中有最大电流：有最大功率是：些时电源的效率是：（3）不可能，因为即使，外电路电阻也大于所以电源不可能有的功率输出。注意：定值电阻的功率的极值一般可根据来求解，为使功率最大，应使流过R的电流达到最大；而可变电阻的功率的极值可根据等效电源法来求解，将可变电阻看成是外电路，其它部分均看成内电路，当内外电路电阻相等时，可变电阻的功率最大。【知识检测】1下列说法正确的是 ( ) A电源被短路时，放电电流无穷大 B外电路断路时，路端电压最高 C外电路电阻减小时，路端电压升高D不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变2直流电池组的
7、电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是 （ ）A电动机输出的机械功率是UI B电动机电枢上发热功率为I2RC电源消耗的化学能功率为EI D电源的输出功率为EI-I2r3在如图所示的电路里，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr、P1和P2分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率，当R1=R2=r时，PrP1P2等于：（ ）A111 B211 C144 D4114一电源当它和一标有“6V、3W”的小灯泡构成闭合回路时，小灯泡恰好正常发光。如果该电源与一标有“6V、6W”的小灯泡构成
8、一闭合回路，则该灯泡( )A.正常发光B.比正常发光暗C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小，故无法确定5如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是()A.电动势E1=E2，短路电流I1I2B.电动势E1=E2.内阻r1r2C.电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大6如图E=10V，R1=4，R2=6，C=30F，电池内阻可忽略。(1)闭合电键K,求稳定后通过R1的电流。(2)然后将电键K断开,求这以后流过R1的总电量。7如图，已知变阻器最大阻值为100，R1=15，电源内阻r=4，当开关S闭合，变阻器触头在中点
9、位置处时电源消耗总功率为16W，输出功率为12W，此时灯泡L正常发光，求（1）灯泡的阻值为多少？（2）当S断开时，要使电灯仍正常发光，变阻器的电阻应为多少？8如图所示电路中， R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W，求:(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S时，电源的输出功率；(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少? 答案1.BD 2.BCD 3.D 4.B 5.AD 6. （1）1A；（2）1.210-4C7.（1）10；（2）66 8. （1）4V；0.5 （2）3.5W (3)610-5C
10、 ; 0【课外阅读】中学教师欧姆欧姆（17871854）出生在德国巴伐利亚州的埃尔兰根。父亲是个锁匠，爱好物理和数学。欧姆自幼受到父亲的教导，在科学和技术方面得到了不少的启迪。在大学期间，因生活困难，不得不退学去做家庭教师。但他仍然坚持学习，终于完成了学业，获得了博士学位。他曾在几所中学任教，并在繁重的工作之余，坚持进行科学研究。欧姆所处的年代，正是在电学飞速发展的时期，新的电学成果不断地涌现，其他科学家的发现激励着他去进一步探索一个重要的问题：使用伏打电池的电路中，电流强度可能随电池数目的增多而增大，但是，这中间到底存在什么规律呢？他决心通过实验寻找答案并得到很多有用的结论。但是他曾一度遇到挫折，科学界不承认欧姆的科学发现，许多人对他还抱有成见，甚至认为定律太简单，不足为信。这一切使欧姆也感到万分痛苦和失望。但是，真理之光终究会放射出来的。1831年有位叫波利特的科学家发表了一篇论文，得到的是与欧姆同样的结果，这才引起科学界对欧姆的重新注意。1841年，英国皇家学会授予他科普利金质奖章，并且宣称欧姆定律是“在精密实验领域中最突出的发现”。他得到了应有的荣誉。1854年欧姆与世长辞。十年之后英国科学促进会为了纪念他，决定用欧姆的名字作为电阻单位的名称。人们每当使用这个术语时，总会想起这位勤奋顽强、卓有才能的中学教师。