1、高考资源网（） 您身边的高考专家4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律学习目标1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置2.了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量转化间的关系(难点)3.了解电源电动势及内阻的含义4.理解闭合电路欧姆定律，理解内、外电路的电势降落(重点)5.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行电路分析与计算(重点、难点)一、电源的电动势和内阻1电源将其他形式的能转化为电能的装置2电动势(1)大小：数值上等于不接入电路时电源两极间的电压(2)符号：E，单位：伏特，用V表示(3)物理意义：表征电源将其他形式的能转化为电能的本领3电源的内阻：电源
2、内部电路上的电阻叫电源的内电阻，简称内阻二、闭合电路欧姆定律1闭合电路的组成(1)电路(2)电阻(3)电压2闭合电路欧姆定律(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比(2)公式：I(3)适用范围：纯电阻电路(4)一般电路的常用公式及变形：EUUUIr或UEIr.3路端电压与电流的关系UEIr，反映了路端电压随电流的变化关系用图像表示为如图所示(1)横轴上的截距表示短路电流(2)纵轴上的截距表示电动势(3)斜率的绝对值表示内阻4路端电压与负载的关系(1)外电阻R增大电流I减小路端电压U增大注意：外电阻R增大到无限大(断路)电流I0路端电
3、压UE.(2)外电阻R减小电流I增大路端电压U减小注意：外电阻R0(短路)电流I路端电压U0.1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)外电路中，沿电流方向电势降低；内电路中，沿电流方向电势升高()(2)在闭合电路中，当外电路断开时，路端电压等于零；当外电路短路时，电路中的电流无穷大()(3)I、EIRIr只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，而U外EIr、EU外U内适用于任意的闭合电路()(4)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大()答案(1)(2)(3)(4)2在如图所示电路中，当变阻器滑片向上移动时()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电
4、流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小B当滑片向上移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，并联电路电阻减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I知，I增大，由UEIr知U减小，即电压表示数减小，而UUU并，UIR，I增大，U增大，U并减小，IR减小，故电流表示数增大B项正确3用如图所示的电路测定电源电动势和内阻其中为电压表(其电阻足够大)，定值电阻R7.0 .在开关未接通时，的读数为6.0 V；开关接通后，的读数变为5.6 V那么，电池组的电动势和内阻分别是 ()A6.0 V，0.5 B6.0 V，1.25 C5.6 V，1.25 D5.6 V，0.5 A开关未接通时，电压表的示数即电
5、源电动势故E6.0 V；I A0.8 A，r 0.5 .闭合电路欧姆定律的理解及应用1三种表达方式(1)I.(2)EU外U内(3)EIRIr.2当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内0，此时EU外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压3I或EI(Rr)只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，U外EIr和EU外U内适用于所有的闭合电路4闭合电路欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们的本质是不同的：电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领大小【例1】如图所示电路中，电源电动势E12 V，内阻r2 ，R14 ，R26
6、 ，R33 .(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？思路点拨：C、D间解析(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1 A1 A理想电压表读数为UVI1R26 V.(2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23 2 根据闭合电路欧姆定律，有I2 A1.5 A理想电流表读数为II21.5 A1 A.答案(1)6 V(2)1 A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)求干路中的电流：若各
7、电阻阻值和电动势都已知，可用闭合电路欧姆定律直接求出，也可以利用各支路的电流之和来求(3)应用闭合电路欧姆定律解决问题时，应根据部分电路欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流训练角度1对电动势的理解1(多选)关于电动势和电压，下列说法正确的是()A电动势E是由电源本身决定的，跟外电路无关B电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样C电动势不是电压，但它数值上等于将1 C电荷在电源内从负极运送到正极电场力做功的大小D电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量AD电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，只与电源本身有关，而电压是反映
8、通过电场力做功把电能转化为其他形式的能本领大小的物理量，二者物理意义不同单位相同，但从闭合电路欧姆定律知二者在数值上存在关系，即EU外U内，电动势在数值上等于将1 C电荷在电源内从负极运送到正极非静电力做功的大小，A、D正确，B、C错误.训练角度2闭合电路欧姆定律的理解及应用1如图(a)所示，电压表V1、V2串联接入电路中时，示数分别为6 V和4 V，当只有电压表V2接入电路中时，如图(b)所示，示数为9 V，电源的电动势为()A9.8 VB10 VC10.8 VD11.2 VC当电压表V1、V2串联接入电路中时，E6 V4 VI1r10 Vr当只有电压表V2接入电路中时，E9 VI2r9 V
9、r由联立得E10.8 V，故C项正确路端电压与负载的关系1UI图像的函数表达式：UEIr.2UI图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示3推论(1)外电路断路时，I0，由UEIr知，UE，所以UI图像纵轴上的截距表示电源的电动势E，即断路时，路端电压在数值上等于电源的电动势(2)外电路短路时：U0，所以UI图像横轴上的截距表示电源的短路电流I短，因此电源的内阻r，即内阻等于UI图像斜率的绝对值【例2】电路如图甲所示，若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的UI图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻(2)电路的路端电压思路点拨
10、：由过原点的斜线的斜率可以求出外电阻的阻值由不过原点的斜线的斜率可以求得电源的内电阻解析(1)由题图乙所示UI图线知，电源电动势E4 V，短路电流I短4 A，故内阻r1 .(2)由题图甲、乙知，电源与电阻串联时，电流I1 A，此时对应路端电压U3 V.答案(1)4 V1 (2)3 V电阻的UI图像与电源的UI图像的区别电阻电源UI图像研究对象对某一固定电阻而言，两端电压与通过的电流成正比关系对电源进行研究，路端电压随干路电流的变化关系图像的物理意义表示导体的性质R，R不随U与I的变化而变化表示电源的性质，图线与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻联系电源的电动势和内阻是不变
11、的，正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U外和干路电流I的变化训练角度1电源的UI图像1(多选)如图所示为某一电源的UI图线，由图可知()A电源电动势为2 VB电源内电阻为 C电源短路时电流为6 AD电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 AAD在本题的UI图线中，纵轴截距表示电源电动势，A正确；横轴截距表示短路电流，C错误；图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则r0.2 ，B错误；当路端电压为1 V时，内电阻分得的电压U内EU外2 V1 V1 V，则电路中的电流IA5 A，D正确训练角度2闭合电路欧姆定律的应用2“神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步飞行器在太空
12、飞行，主要靠太阳能电池提供能量有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.1 VB0.2 VC0.3 VD0.4 VD电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E800 mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短，所以电池内阻r20 ，该电池与20 的电阻连成闭合电路时，电路中电流ImA20 mA，所以路端电压UIR400 mV0.4 V，D正确闭合电路的动态分析方法1程序法基本思路：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U内的变化U外的变化固定支路变化支路2结论法“并同串反”
13、“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大【例3】(多选)如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.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U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()AA的示数增大BV2的示数增大CU3与I的比值大于rDU1大于U2思路点拨
14、：理想电压表V1、V2、V3分别测量哪部分电压理想电流表A测干路中的电流ACD理想电压表V1、V2、V3分别测量定值电阻两端的电压、路端电压、滑动变阻器两端的电压，理想电流表A测量干路中的电流滑动变阻器滑片向下滑动，连入电路的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流增大，A示数增大，内电压增大，路端电压减小，即V2示数减小，故选项A正确，选项B错误；因为U1IR，U2EIr，所以R、r，而Rr，所以U1U2，故选项D正确；因为Rr、r，所以r，故选项C正确解决闭合电路动态问题的一般思路(1)分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象(2)由局部电阻变化判断总电阻的
15、变化(3)由I判断总电流的变化(4)据UEIr判断路端电压的变化(5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是()A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表A1读数减小，A2读数增大D电压表读数减小，电流表A1读数增大，A2读数减小C由题图可知滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电路中的阻值R增大，则外电路的总阻值R总增大，干路电流I，因R总增大，所以I减小，故A1示数减小；路端电压UEIr，因I
16、减小，所以U增大，即电压表的读数增大；R2两端电压U2EI(R1r)，因I减小，所以U2增大，由I2知，I2增大，即电流表A2的读数增大，故选项C正确，选项A、B、D错误课 堂 小 结知 识 脉 络1.2个概念电动势、内阻2.1个规律闭合电路欧姆定律3.1个关系路端电压与负载的关系4.1个图像电源的UI图像1(多选)以下说法中正确的是 ()A电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流B在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力C静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少D静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电
17、势能增加AD电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，故A正确；在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部既存在非静电力，又存在静电力，故B错误；静电力与非静电力都可以使电荷移动，静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加，故C错误，D正确2(多选)在如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()A灯泡L变亮B电压表读数变大C滑动变阻器两端的电压减小D电流表读数变小BD滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器R接入回路的电阻增大，回路中的总阻值增大由I知，回路中的电流减小，灯泡L变暗，电流表的示数变小
18、；由UEIr知，电流减小，路端电压增加，电压表的示数增大，B对；由UEI(rRL)，知R两端的电压增大，C错3有两个相同的电阻，阻值为R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为，则该电源的内阻是()ARBC4RDC由闭合电路欧姆定律知，两电阻串联时，有I两电阻并联时，有I解得r4R.故选项C正确4如图所示，电源的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，电阻R1R2，当开关S1闭合、S2断开时，通过电源的电流为1 A当开关S1、S2都闭合时，求通过电源的电流和路端电压解析当S1闭合时，根据闭合电路的欧姆定律有I1得R1r1 .当S1、S2都闭合时，根据闭合电路的欧姆定律有I1.5 A路端电压UEIr0.75 V.答案1.5 A0.75 V- 14 - 版权所有高考资源网
