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第 11 讲 闭合电路的欧姆定律
1.能应用闭合电路欧姆定律进行相关的电路分析和计算。
2.弄清路端电压与负载关系。
3.弄清闭合电路中的功率和效率
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 =I2rt。
内
(3)电流通过外电阻时,电流做功,电能转化为内能,大小为:Q =I2Rt。
外
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I= ,路端电压为零。
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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＋I2r
2．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 ＝I2R＝R＝＝
出
由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P ＝
出max
(2)P 与外电阻R的函数关系图象
出
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．考点一：电动势
【例1】如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（ ）
A．电池短路时，该电池输出的电流为9A
B．该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能
C．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9V
D．1C正电荷通过该电池的过程中，有9J的化学能转化为电能
考点二：闭合电路欧姆定律
【例2】多选）在如图所示的 图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一
电阻 的 图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡 的 曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为 ，该点
的切线与横轴交点坐标为 ，用该电源直接与电阻 或小灯泡 连接成闭合电路，由图像可知（
）
A．电源电动势为 ，内阻为
B． 为定值电阻，其阻值为
C． 接入电源时的电阻为
D． 接入电源时电源的输出功率大于 接入电源时电源的输出功率
考点三：闭合电路中的功率和效率
【例3】如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V 2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当
电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．电动机两端的电压为1.5V
B．电路中的电流为0.5AC．电动机的输出功率为2.15W
D．电源的总功率为0.25W
1.（2020·北京·高考真题）图甲表示某金属丝的电阻 随摄氏温度 变化的情况。把这段金属丝与电池、电
流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个
简易温度计。下列说法正确的是（ ）
A． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
B． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
C． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
D． 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
2．（2020·江苏·高考真题）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开
关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大
3． （2020·浙江·高考真题）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭
的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（ ）
A．通过的电流增大
B．两端的电压增大
C．阻值增大为原来的1.2倍
D．电功率增大为原来的1.44倍
4. .（2019·江苏·高考真题）如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，
电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（ ）
A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω
5.（2016·全国·高考真题）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池 内阻可忽略 连接成如图所示电路 开
关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为 ，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为 与
的比值为
A． B． C． D．
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P、输出功率P 和电源内部的发热功率P 随电流I变化的图线画在了同
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一坐标上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（ ）
A．反映P 变化的图线是b
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B．电源电动势为8V
C．电源内阻为4Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω
6．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45V
B．电源的内阻为5Ω
C．电源最大输出功率可能大于45W
D．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1.0Ω
8．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0.5Ω
C．电源的输出功率为3.0W D．电源内部消耗功率为1.5W
9．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6 V，内阻r=2 Ω，定值电阻R=4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功
率P与其接入电路的阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率P=2 W
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B．图乙中R=6 Ω，R=12 Ω
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C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大
D．调整滑动变阻器RP的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率先增大后减少
10．R =28Ω，R=18Ω。当开关处于位置1时，电流表示数I=0.2A，当开关处于位置2时，电流表示数
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I=0.3A。求电源的电动势E和内阻r。
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