1、合格性考试讲义 必修三第十二章 电能 能量守恒定律第二节 闭合电路的欧姆定律一、电动势1闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。2非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。3电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。4电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。(3)定义式：E。(4)单位：伏特，符号是V。(5)物理意义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。(6)电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。对于常用的干
2、电池来说，电动势跟电池的体积无关。例如干电池不管是3号、5号、7号电池，虽然大小不一样，但是电动势都是1.5V。5.电源电动势与电源电压：数值上等于不接用电器时电源正、负两极间的电压，它反映了电源本身的一种性质(1)n个完全相同的电源串联：电源的总电动势E总nE，电源的总内阻r总nr。(2)n个完全相同的电源并联：电源的总电动势E总E，电源的总内阻r总。二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1部分电路欧姆定律：I。适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用.2 内电阻：电源内电路中的电阻。3闭合电路中的能量转化：如图所示，A为电源正
3、极，B为电源负极，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EItI2RtI2rt。4闭合电路的欧姆定律(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)常见的变形公式：EU外U内。(4)在电源外部，沿电流方向电势降低。三、路端电压与负载的关系1负载：外电路中的用电器。2路端电压：外电路的电势降落。3路端电压与电流的关系(1)公式：UEIr。(2)结论：外电阻R减小I增大U减小。外电路断路I0UE。外电路短路IU0。(3)电源的UI图像【学考演练】1正误判断(1)根据I得EI(Rr)，由此可知，电动
4、势与电流成正比()(2)闭合电路欧姆定律I适用于纯电阻电路，而EU外U内适用于任何电路()(3)闭合电路中UI图象与纵轴的交点的值就是电动势的值，图象斜率的绝对值就是电源内阻()(4)闭合电路中UI图象与横轴的交点为短路电流，此时路端电压为电源的电动势()(5)外电路电阻增大时，电流减小，但路端电压增大()(6)非静电力做功，可以使正电荷在电源内部由负极移动到正极。()(7)电动势越大，闭合电路的电流就越大。()(8)电源的内阻越大，闭合电路的电流就越小。()(9)电源一定时，负载电阻越大，电流越小。()(10)电源发生短路时，电流为无穷大。()(11)外电路断路时，电源两端的电压就是电源电动
5、势。()2下列关于电源电动势的认识中，你认为正确的是()A同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化B1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大，但电动势相同C电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领大小，电源把其他形式能转化为电能越多，电动势越大D电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解析：选B电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关，A选项错误；电动势跟电源的体积无关，1号干电池比7号干电池体积大，但电动势相同，B选项正确；电源电动势表示了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据WqE可知，电源把其他形式能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移动电荷的
6、多少有关，C选项错误；电动势、电压和电势差物理意义不同，单位相同，D选项错误。3第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3 000 mAh电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则()A4.35 V表示该电池的电动势B该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时C11.4 Wh表示该电池能提供的电量D3 000 mAh表示该电池能提供的电能解析：选B4.35 V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作时间t30 h，故B正确；11.4 Wh为电池的充电电能，
7、不是该电池的电量，故C错误；mAh为电量的单位，所以3 000 mAh表示该电池能提供的电量，故D错误。4(多选)若用E表示电源电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()AU2UBUEUCUEIr DUE解析：选BD由闭合电路欧姆定律可知，EUUIrIR.UIR，可推得：UEU，UR.故B、D正确，A、C错误5有两个相同的电阻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起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为，则该电源的内阻是()AR BC4R D解析：选C由闭合电路欧姆定律得，两电阻串
8、联时I，两电阻并联时I，解得r4R，故选C.6电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此()A电动势是一种非静电力B电动势越大，表明电源储存的电能越多C电动势的大小是非静电力做功能力的反映D电动势就是闭合电路中电源两端的电压解析：选C电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A、B错误，C正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D错误。7一太阳能电池板，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
9、()A0.10 VB0.20 VC0.30 VD0.40 V解析：选D电源电动势为0.8 V，根据I短，解得r20 ，所以UE0.4 V，D正确。8一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是()A当外电阻增大时，路端电压增大B当外电阻减小时，路端电压增大C当外电阻减小时，电路中的电流减小D电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大解析：选A根据UEIr，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。根据I，C错误，再根据UEIr，UIr，故D错误。9电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是()A因为电源电动势不变，所以路端电压也不
10、变B因为UIR，所以当I增大时，路端电压也增大C因为UEIr，所以当I增大时，路端电压减小D若外电路断开，则路端电压为零解析：选C路端电压UIREIr，因为I增大时，R减小，所以不能用UIR判断路端电压的变化情况，根据UEIr可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误。10.两个电源a、b的路端电压和电流的变化关系曲线如图所示，由图可知()A电源a的内阻较小，电动势较大B电源a的内阻较大，电动势较大C电源b的内阻较大，电动势较小D电源b的内阻较大，电动势较大解析：选BUI图线的纵截距表示电源电动势，所以EaEb，图线斜率的绝对值等于电源
11、的内阻，所以rarb，故B正确。11.在如图所示的电路中，电阻R2.0 ，电源的电动势E3.0 V，内电阻r1.0 。闭合开关S后，通过电阻R的电流为( )A1.0 AB1.5 AC2.0 A D6.0 A解析：选A根据闭合电路的欧姆定律得I A1 A，则A正确。12.如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为()A53 B35C23 D32解析：选DS断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E3 V，S闭合时，U外1.8 V，所以U内EU外1.2 V。因U外IR，U内Ir，所以RrU外U内1.81.232。【真题演练】
12、9.（2020北京）在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻闭合开关后，电流表的示数电源的电动势为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据如图所示电路，由闭合电路欧姆定律得：故A正确BCD错误。22.（2020北京）下图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图在某次测量中，电压表的示数为时，电流表的示数为，根据测量数据可计算出电阻_由于电表内阻的影响，电阻的测量值_（选填“大于”或“小于”）真实值【答案】 40 大于【解析】【详解】1在该电路中，由欧姆定律可得：2考虑电表的内阻，电流表有分压作用，故R两端电压偏大，电阻R的测量值偏大。25. （2019
13、.12河北）如图所示的电路中，电源的电动势E为6.0V，内阻r为2.0，定值电阻R的阻值为10。闭合开关S后A. 电路中的电流为0.60AB. 电路中的电流为3.0AC. 路端电压为1.0VD. 路端电压为5.0V【答案】D【解析】【详解】AB.由闭合电路欧姆定律可得，A、B错误；CD.路端电压为，C错误，D正确；故选D。9. （2019北京）在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻闭合开关后，电流表的示数电源的电动势为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据如图所示电路，由闭合电路欧姆定律得：故A正确BCD错误。19. （2019.6福建）如图所示的电路中，
14、电源的电动势E=3.0V，内电阻r=1.0，电阻R=2.0，不计电路中的其他电阻，闭合开关S后，电流表A的示数为（ ）A. 0.5AB. 1.0AC. 1.5AD. 3.0A【答案】B【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律得故B正确，ACD错误。故选B。28. （2020.12河北）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，电阻R=5.0。闭合开关S后，理想电流表的示数为0.50A，则电源的内阻为（）A. 1.0B. 2.0C. 5.0D. 6.0【答案】A【解析】【分析】【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得E=I(R+r)解得r=1.0故选A。13. （2020北京）电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R=10.0时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值R=10.0时，电阻箱两端的电压等于（）A. 20VB. 10VC. 9.5VD. 5.0V【答案】D【解析】【详解】根据欧姆定律，有故ABC错误，D正确故选D。第 12 页 共 12 页
