第11讲 闭合电路的欧姆定律-【暑假自学课】2022年新高二物理暑假精品课（人教版2019）

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第11讲 闭合电路的欧姆定律【基础知识】一、电动势:1.定义:在电源内部,非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值。2.公式:E=3.单位:伏特,简称:伏,符号:V。4.物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量。二、闭合电路欧姆定律1.闭合电路的能量:(1)在电源内部,因非静电力做功,将其他形式的能转化为电能,大小为:W=EIt。(2)电流通过内阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q内=I2rt。(3)电流通过外电阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q外=I2Rt。2.闭合电路欧姆定律:(1)内容:闭合电路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)表达式:I=。(3)适用条件:外电路为纯电阻电路。三、路端电压与负载的关系1.负载和路端电压:负载是外电路中的用电器,路端电压是外电路的电势降落。2.路端电压U与电流I的关系:(1)路端电压U与电流I的函数关系式:U=E-Ir。(2)U-I图像:如图所示,该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。3.路端电压与外电阻的关系:当R增大时,路端电压U增大,当R减小时,路端电压U减小。4.两种特殊情况:(1)当外电路断路时,外电阻R为无穷大,I为零,Ir也为零,可得U=E,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小。(2)当外电路短路时,外电阻R=0,此时电路中的电流最大,即Im=,路端电压为零。四、闭合电路中的功率和效率1．当外电路为纯电阻电路时，各部分功率关系分析如下由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r2．电源的输出功率：当外电路为纯电阻电路时讨论如下(1)电源的输出功率P出＝I2R＝R＝＝由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝(2)P出与外电阻R的函数关系图象图象分析(3)电源的效率η＝＝＝＝＝＝ 可见，外电阻R越大，电源的效率越高．【考点剖析】考点一：电动势【例1】有关电压与电动势的说法中正确的是（　　）A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B．电动势是电源两极间的电压C．电动势公式E＝中W与电压公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量考点二：闭合电路欧姆定律【例2】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 B．电源的内阻为C．电源的短路电流为 D．电流为时的外电阻是考点三：闭合电路中的功率和效率【例3】如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内电阻，以下说法中不正确的是（　　）A．当R2=R1+r时，R2上获得最大功率B．当R1=R2+r时，R1上获得最大功率C．当R2=0时，R1上获得功率一定最大D．当R2=0时，电源的输出功率可能最大 【过关检测】1．有关电压和电动势的说法中错误的是（　　）A．电压和电动势的单位都是伏特，故电动势与电压是同一物理量B．电动势公式中的W与电压中的W是不同的，前者为非静电力做功，后者为静电力做功C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量D．断路时的路端电压等于电源的电动势的大小2．下列有关电动势的说法正确的是（　　）A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C．非静电力做的功越多，电动势越大D．电动势的大小由电源内非静电力的特性决定3．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（　　）A．阴影部分的面积表示电源的输出功率B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C．当满足α＝β时，电源的效率最高D．当满足α＝β时，电源的效率小于50%4．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（   ）A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变5．某同学将一直流电源的总功率P1、输出功率P2和电源内部的发热功率P3随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（　　）A．反映P3变化的图线是bB．电源电动势为8VC．电源内阻为4ΩD．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω6．将一个电源与一个电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是A．电源的电动势为45VB．电源的内阻为5ΩC．电源最大输出功率可能大于45WD．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%7．用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中，根据某次实验记录数据画出的图像如图所示，下列关于这个图像的说法正确的是（　　）A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即 B．横轴截距表示短路电流，即C．根据，计算出待测电池内阻为5Ω D．根据，计算出待测电池内电阻为1.0Ω8．如图所示的U﹣I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（　　）A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0W D．电源内部消耗功率为1.5W