全电路欧姆定律.doc

第三节 全电路欧姆定律一、 基础知识1、一个概念：电动势——表征电源把其它形式的能转化为电能本领的物理量，它是由电源本身的性质决定，与外电路无关其在数值上等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能2、两种图象：U——I图象，P出——R图象，灵活应用这两种图象，对解题很有帮助3、三个表达式：，或U端=E-Ir，或E=U端+U内4、四种功率：①电源总功率：P总=EI②输出功率P出=U端I③电源损耗功率P内=I2r，线路损耗功率P损=I2R线P出R外R=rR1R2PmP 0 在闭合电路中，当外电路是纯电阻电路时，功率P总=EI=，输出功率P出=U端I=，效率最大功率P总m=，此时有η→0，全部能量消耗在电源内部，属于严重短路，实际上是不允许的输出功率P出=，当R=r时，最大输出功率P出m,即当内外电阻相等时，电源输出最大功率，此时η=50%，当η→时，η→100%，但此时P→0，故无实际意义P出与外电阻R的函数关系可用如图所示的图像定性地表示由图像还可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，且当Rr时，若R增加，则P出减小应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中电流强度的大小。

AB二、 典型举例：例1：如图1所示，R1=10Ω，R2=3.2Ω，滑动变阻器的总电阻R=6Ω，当滑动触头由a端滑向b端的过程中：(A) 安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大 (B) 安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小(C) 安培表示数先增后减，伏特表示数先减后增(D)安培表示数先减后增，伏特表示数先增后减解析：设Ｒbp=x，则Rpa=R-x RAB=显然，当R1+x=R2+R-x时，RAB有极大值，此时X=若等号不成立，则两数相差越大，积越小；相差越小，积越大由于R1>R2+R，所以在从a滑向b的过程中，不可能出现两条支路电阻相等的点，上述推导中的等号不能成立从a滑向b过程中，两数相差越来越小，故其积逐渐增大；即总电阻一直增大，总电流一直减小，伏特表示数一直增大故答案为(A)若题设改为从b滑向a，则答案为(B)若R2=6Ω，仍从a滑向b，结论又如何呢VAR1R2R3例2： 如图所示，当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时：A、电压表的读数增大，电流表的读数减小B、电压表和电流表的读数都增大C、电压表和电流表的读数都减小D、电流表的读数增大，电压表的读数减小分析与解答：当滑动触头向上滑动时，有↓R3↑R23并↑ R外↑I总↓ U端↑（即电压表示数增大）KER0R`I3= I总-I2=（I总↓-）↓（即电流表示数减小）例3：如图所示电路，已知电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，定值电阻R0=2Ω，变阻器R`的阻值在0～25Ω之间，闭合电健K，则：（1）、当R`为多少时，电源输出功率最大。

2）、当 R`为多少时，R消耗的功率最大3）、当 R`为多少时，R0消耗的功率最大P出R外R=rR1R2PmP 0 分析与解答：此题是纯电阻电路，要求回答的是三个不同功率的最大值，利用纯电阻电路电源的输出功率P出=，作出P—R图象，进行分析：(1)、当R`=0时，电源输出功率最大因为R0是定值电阻，所以只有当R`=0时，外电路的电阻才最接近电源的内阻，使得电源输出功率最大（虽然这不是所能达到的电源输出最大功率，因为被R0>r限制了2）、将R0和电源看成一个整体，即成一个等效电源，其等效电动势为E=3V，内阻r`=R0+r=3Ω，该等效电源给变阻器R`供电，所以当R`=r`=3Ω时，R`消耗的电功率即电源给它输出的电功率最大3）、当R`=0时，R0消耗的功率最大因为当 R`=0时，R0的值才最接近电源的内阻的值，电源输出功率达到最大，而这个最大功率又全被R0所利用，所以R0消耗的功率最大；或者说当R`=0时电阻R0中的电流最大，R0上消耗的热功率最大三、 课堂训练1、关于电源电动势的说法，正确的是:（A）电源的电动势等于内外电路电势降落之和（B）电源的电动势等于外电路断开时的路端电压（C）在电源内，非静电力做功越多,电源把其他形式的能转化为电能也越多，电动势也越大（D）电源的电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领翰林汇 2、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA。

若将该电池与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（99年全国）A．0．20V B．0．10V C．0．40V D．0．30V3、如图所示的电路中，滑线变阻器的滑动端正好处于正中央的位置，a、b为输出端，则： Ａ．a、b空载时，Ｕab=Ｕcd /2 Ｂ．a、b接负载Ｒ时，Ｕab＜Ｕcd/2 Ｃ．ab接负载Ｒ并当Ｒ增大时，电源输出电流一定减少；Ｄ．ab接负载Ｒ并当Ｒ增大时，Ｒ消耗的电功率一定减少U/VI/A42O5 10 15 20ab图 4、如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线可供选择的答案有：①电阻的阻值为15Ω ②电池组的内阻是0.2Ω③将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是15W④改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为20W上述说法中正确的是A.A.只有①③④正确 B.只有①③正确 C.只有④正确 D.只有②正确 5．如图所示的电路中，当开关Ｋ闭合时，Ａ点和Ｂ点的电势变化情况是： Ａ．ＶA 和ＶB 都升高； Ｂ．ＶA 和ＶB 都降低； Ｃ．ＶA 降低，ＶB 升高； Ｄ．ＶB 降低，ＶA 升高。

6．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，3只理想电压表的示数变化的绝对值分别为U1、U2、U3，下列各值可能出现的是A．U1=3V、U2=2V、U3=1VB．U1=1V、U2=3V、U3=2VC．U1=0.5V、U2=1V、U3=1.5VD．U1=0.2V、U2=1V、U3=0.8V7．有四个电源，电动势均相等，内电阻分别为1、2、4、8，现从中选择一个对阻值为2欧的电阻供电，欲使电阻获得的电功率最大，则所选电源的内电阻为： Ａ．1 Ｂ．2 Ｃ．4 Ｄ．88、如图所示的电路中，平行板电容器的极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动，要使油滴向下运动，下列所采用的办法可行的是： Ａ．将Ｒ1的阻值调大； Ｂ．将Ｒ1的阻值调小； Ｃ．将Ｒ2的阻值调大； Ｄ．将Ｒ3的阻值调大9、如图所示电路，已知电源电动势ε=6.3V，内电阻r=0.5Ω，固定电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值为5Ω的滑动变阻器按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围 10、如图所示，ε1=3V，r1=0.5Ω，R1=R2=5.5Ω，平行板电容器的两板距离d=1cm，当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10-3g，电量为q=1.0×10-7C的带电微粒恰好处于静止状态。

求：（1）K断开后，微粒向什么方向运动，加速度多大？（2）若电容为1000pF，K断开后，有多少电量的电荷流过R2？ 四、课后巩固（一）1、如图所示的电路中，R1=9，R2=7.2，电源电动势和内电阻一定，已知在电健闭合和断开两种情况下，电源的输出功率相等，则在K断开和闭合两种情况下，R1消耗电功率之比为 12 2、如图所示，电源电动势为6V，内电阻为1，玩具电动机M的线圈电阻为2，限流电阻R0为3，若电压表示数为0.3V，则玩具电动机的功率为 W，其中机械功率为 W 3、如图所示电路中，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，R2上所消耗的功率，当R1=R2=r时，Pr∶P1∶P2等于DA、1∶l∶1                   B、2∶1∶1C、1∶4∶4                   D、4∶l∶14、在图示的电路中，电源的电动势ε，内阻为γ;R1、R2为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P，C为电容器，A、V为安培表和伏特表当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中,下述说法正确的是 （Ａ）伏特表示数变小 （Ｂ）安培表示数变小 （Ｃ）电容器C所带电量增多 （Ｄ）P点电势降低5、如图，电源电动势ε=10V，r=2，Ｒ1=1，Ｒ2=6，滑动变阻器Ｒ为012，则： Ａ．当Ｒ=0时，Ｒ1 上消耗的功率最大 Ｂ．当Ｒ=6时，电源输出功率最大 Ｃ．当Ｒ=12时，Ｒ2消耗的功率最大 Ｄ．当Ｒ=6时，Ｒ2与Ｒ消耗的总功率最大。

6、如图所示，已知电源电功率为ε，内阻为r，R5=R6，当触头p由变阻器中点向上端移动时，各电表示数变化情况是： A．电压表V1的示数变小 B．电流表A1的示数变大 C．电压表V2的示数变小 D．电流表A2的示数变大7、在如图所示的电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个电键后P会向下运动？（95年全国） A．K2 B．K3 C．K1 D．K48、两个电阻，R1=8，R2=2，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（94年全国） A．用一个阻值为2的电阻与R2串联 B．用一个阻值为6的电阻与R2串联 C．用一个阻值为6的电阻与R1串联 D．用一个阻值为2的电阻与R1串联9、如图所示的电路中，电池的电动势为、内阻为r，R1和R2是两个阻值固定的电阻当可变电阻R的滑片向a点移动时，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2将发生如下的变化（92年全国） A．I1变大，I2变小 B．I1变大，I2变大 C．I1变小，I2变大 D．I1变小，I2变小。

10、电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源连接成如图所示的电路当R1的滑动触头在图示位置时，C1、C2的带电量相等，要使C1的带电量大于C2的带电量，应（90年全国） A．增大R2 B．减小R2 C．将R1的滑动触头向A端移动 D．将R1的滑动触头向B端移动11、如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（97年全国高考题） A．增大R1 B．减小R1 C．增大R2 D．减小R212、、若用E表示电动势，U表示外电压，U，表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示内电阻，I表示总电流强度，考察下列各关系式：①U，= IR ；②U，=E—U ；③E= U+Ir； ④I= E/（R+ r）；⑤U= E R/（R+ r）；⑥U。