第十章　第51课时　闭合电路的欧姆定律.docx

第51课时闭合电路的欧姆定律

目标要求1.掌握闭合电路欧姆定律及其基本应用，会对直流电路进行动态分析。2.会计算涉及电源的电路功率。3.理解电源的U－I图像的特点及规律。

考点一闭合电路欧姆定律

1.电源

(1)电动势

①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值，E＝Wq

②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

(2)内阻：电源内部导体的电阻。

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)公式：I＝ER＋r(

(3)其他表达形式

①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir(适用于任意电路)；

②功率表达式：EI＝UI＋I2r。

3.路端电压与外电阻的关系

(1)一般情况：U＝IR＝ER＋r·R＝E1＋r

(2)特殊情况：

①当外电路断路时，I＝0，U＝E；

②当外电路短路时，I短＝Er，U＝0

例1如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.0V；当开关S闭合时，电压表示数为2.4V，求电源的电动势E和内电阻r。

答案6.0V1.0Ω

解析根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir，当S断开时R1、R2串联，则有E＝U1＋U1R1＋R2r，当S闭合时R2与R3并联后与R1串联，则有E＝U2＋U2R1(r＋R2R3R2＋R3)

4.总电阻变化的几种情况

(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。

(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。

(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。

(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。

如图所示，理想电压表示数为U1，理想电压表示数为U2，电路中电流为I。

(1)U1I、|Δ

(2)U2I、|Δ

答案设滑动变阻器位于某位置时接入电路的阻值为R2。

(1)R1和R2串联，由欧姆定律可知U1I＝R1＋R2，由闭合电路欧姆定律可知E＝U1＋Ir，则|ΔU1

(2)由欧姆定律可知U2I＝R2，由闭合电路欧姆定律可知E＝U2＋I(R1＋r)，则|ΔU2ΔI|

例2(2025·山东淄博市检测)如图所示，在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中，理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3，下列说法正确的是()

A.电压表V1示数增大，电流表A1示数增大

B.电压表V2示数减小，电流表A3示数增大

C.ΔI1＝ΔI3＋ΔI2

D.ΔU1

答案B

解析滑片P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流I1增大，即电流表A1示数增大，路端电压U1＝E－I1r减小，电压表V1示数减小，电阻R1分压I1R1增大，电压U2＝E－I1(r＋R1)减小，即电压表V2示数减小，通过电阻R2的电流I2＝U2R2减小，即电流表A2示数I2减小，总电流等于通过电流表A2、A3的电流之和，所以电流表A3示数I3＝I1－I2增大，故A错误，B正确；由于电流表A1示数增大，A2示数减小，A3示数增大，根据串并联电路电流关系有ΔI1＝ΔI3－ΔI2，故C错误；由闭合电路欧姆定律U1＝E－I1r，可得ΔU1ΔI1＝r，由闭合电路欧姆定律U2＝E－I1(r＋R1)，可得ΔU2ΔI

电路动态分析的方法

1.程序法

2.“串反并同”结论法

(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。

(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。

3.极限法

解决因滑动变阻器滑片滑动而引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。

例3(2025·山东济南市模拟)如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，R0＝3Ω，R1＝7.5Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，电容器的电容C＝2μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是()

A.开关S闭合时，电容器上极板带正电

B.开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3V

C.将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6C

D.将开关S断开至电路