1、【 精品教育资源文库 】 第 2 课时 电路 闭合电路欧姆定律 1.电压表和电流表 (1)电压表和电流表的电路结构 常用的电压表和电流表都是由 灵敏电流表 (表头 )改装而成的。电压表是表头 串联 了一个分压电阻 ， 电流表是表头 并联 了一个分流电阻。 (2)电压表的分压原理 小量程电流表改装成电压表时 ， 要 串联 一个适当的分压电阻 R， 改装后的量程为 U Ug IgR。 (3)电流表的分流原理 小量程电流表改装成大量程电流表时 ，要 并联 一个适当的分流电阻 R， 改装后的量程为 IIg UgR。 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、
2、外电阻之和成 反比 。 (2)公式 I ER r(只适用于纯电阻电路 )； E U 外 Ir(适用于所有电路 )。 3.路端电压与外电阻的关系 一般 情况 U IR ER rR E1 rR， 当 R 增大时 ， U 增大 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 【思考判断】 1.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比 ， 跟整个电路的电阻成反比 ( ) 2.当外电阻增大时 ， 路端电压也增大 ( ) 3.闭合电路中的短路电流无限大 ( ) 【 精品教育资源文库 】 4.电动势的单位跟电压的单位一致 ， 所以电动势就是两极间的电压
3、( ) 5.电动势就等于电源两极间的电压 ( ) 6.闭合电路中外电阻越大 ， 路端电压越小 ( ) 7.在闭合电路中 ， 外电阻越大 ， 电源的输出功率越大 ( ) 8.电源的输出功率 越大，电源的效率越高 ( ) 考点一 串联电路和并联电路 (c/c) 要点突破 1.串、并联电路的特点 电路 特点 串联电路 并联电路 电流 I I1 I2 In I I1 I2 In I1R1 I2R2 InRn 电压 U1R1 U2R2 UnRnU1 U2 Un 总电阻 R 总 R1 R2 Rn 1R总 1R1 1R2 1Rn功率分配 P1R1 P2R2 PnRnP1R1 P2R2 PnRn 2.几个有用
4、的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻 ， 电路中任意一个电阻变大时 ， 总电阻变大。 (2)并联电路的总电阻小于电路 中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。 (3)某电路中无论电阻怎样连接 ， 该电路消耗的电功率 P 总等于各个电阻消耗的电功率之和。 3.电表的改装 (1)电压表和电流表的电路结构： (2)电压表的分压原理： U Ug UR， UgRg URR Ig， R URIg U UgIg。 (3)电流表的分流原理： I Ig IR， U IgRg IRR， R IgRgIR IgRgI Ig。 【 精品教育资源文库 】 典例剖析 【例 1】 (2017 绍兴
5、模拟 )某同学用伏安法测小灯泡的电阻时 ， 误将电流表和电压表接成如图所示的电路。接通电源后 ， 可能出现的情况是 ( ) A.电流表烧坏 B.电压表烧坏 C.小灯泡不亮 D.小灯泡烧坏 解析 因电流表的内阻很小 ， 而电压表的内阻很大 ， 故此电路中的电阻很大 ， 接通电源后的电流很小 ， 故小灯泡不亮 ， 故选 C。 答 案 C 【例 2】 有两个相同的灵敏电流计 ， 允许通过的最大电流 (满偏电 流 )为 Ig 1 mA， 表头电阻 Rg 20 ， 若改装成一个量程为 0 3 V 的电压表和一个量程为 0 0.6 A 的电流表应分别 ( ) A.串联一个 2 980 的电阻和并联一个 0
6、.033 的电阻 B.并联一个 2 990 的电阻和串联一个 0.033 的电阻 C.串联一个 2 970 的电阻和并联一个 0.05 的电阻 D.并联一个 2 970 的电阻和串联一个 0.05 的电阻 解析 若改装成一个量程为 0 3 V 的电压表需串联一个分压电阻 ， 由 U Ig(R Rg)得 ， 所串联的分压电阻阻值 R 2 980 。 若改装成一个量程为 0 0.6 A 的电流表需并联一个分流电阻 ， 由 IgRg (I Ig)R 得 ， 所并联的分流电阻阻值 R0.033 。故 A 选 项正确。 答案 A 针对训练 1.如图所示电路 ， 开关 S 断开和闭合时电流表示数之比是 1
7、3 ， 则可知电阻 R1和 R2之比为( ) A.1 3 B.1 2 【 精品教育资源文库 】 C.2 1 D.3 1 解析 开关闭合时电路中只有电 阻 R2， 根据欧姆定律可得： I UR2， 开关断开时电路中两电阻串联 ， 根据欧姆定律可得 ， I UR1 R2， 则 R1 R2R2 31， 解得： R1 R2 21 。选项 C 正确。 答案 C 2.(2015 浙江 9 月学考测试 )如图所示 ， 一个电阻 R 和一个灯泡 L 串联接在电压恒为 U 的电源上 ， 电路中的电流为 I。电阻两端的电压为 U1， 电功率为 P1；灯泡两端的电压为 U2， 电功率为 P2， 则下列关系式正确的
8、是 ( ) A.P1 UI B.P2 U2R C.U2 U IR D.U1 U IR 解析 根据串联电路特点和焦 耳定律可知 C 正确。 答案 C 3.用两个相同的小量程电流表 ， 分别改装成了两 个量程不同的大量程电流表 A1、 A2， 若把 A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路 ， 如图所示 ， 则闭合开关后 ， 下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是 ( ) A.图 (a)中的 A1、 A2的示数相同 B.图 (a)中的 A1、 A2的指针偏角相同 C.图 (b)中的 A1、 A2的示数和偏角都不同 D.图 (b)中的 A1、 A2的指针偏角相同 解析 大量程电流表是小
9、量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的。当 A1、 A2并联时 ，由于 A1、 A2的电阻不同 ， 通过 A1、 A2的电流不等 ， A1、 A2的示数不同。但通过每个小 量程电流表的 电流相同 ， 故指针偏角相同 ， A 错误 ， B 正确；当 A1、 A2串联时 ， 通过 A1、 A2的电流相同 ， 故示数相同 ， 但 A1、 A2的量程不同 ， 故指针偏角不同 ， C、 D 均错误。 【 精品教育资源文库 】 答案 B 考点二 闭合电路的欧姆定律 (c/d) 要点突破 一、电路 动态分析的方法 1.程序法：电路结构的变化 R 的变化 R 总 的变化 I 总 的变化 U 端 的变化
10、固定支路?并联分流 I串联分压 U 支路的变化。 2.极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题 ， 可将滑动变阻器的滑动端分 别滑至两个极端去讨论。 二、电源的 U I 图象的应用 1.纵轴上的截距等于电源的电动势 ；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即 I 短 Er。 2.图线斜率的绝对值等于电源的内阻 ， 即 r | U I| EI短， 斜率的绝对值越大 ， 表明电源的内阻越大。 3.图线上任一点对应的 U、 I 的比值为此时外电路的电阻 ， 即 R UI。 4.面积 UI 为电源的输出功率。 三、电源的功率 1.电源的总功率 (1)任意电路： P 总 EI (U 外 U 内 )
11、I P 出 P 内 。 (2)纯电阻电路： P 总 I2(R r) E2R r。 2.电源内部消耗的功率： P 内 I2r U 内 I P 总 P 出 。 3.电源的输出功率 (1)任意电路： P 出 UI EI I2r P 总 P 内 。 (2)纯电阻电路： P 出 I2R E2R（ R r） 2 【 精品教育资源文库 】 E2（ R r） 2R 4r。 当 R r 时： Pm E24r P 出 与 R 的关系如图所示。 四、电路故障问题 电路故障一般是短路或断路 ， 检查故障的基本方法有两种： (1)仪表 检测法 对于断路故 障，可用电压表测量电路中两点间的电压，若电压表有读数，说明这两
12、点与电源之间的连线是通路，断路故障点就在这两点之间；若电压表无读数，说明这两点与电源之间的连线是断路，断路故障点就在这两点与电源的连线上。逐渐缩小测量范围，找到断路故障点。而短路故障的表现为电流不为零而两点之间电压为零。 用欧姆表测电路两点之间电阻 ， 但必须把待测两点从电路中断开 ， 如果电阻无穷大 ， 说明断路。 (2)假设法 已知电路发生某种故障 ， 寻找故障发生的位置时 ， 可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生 故障 ， 运用欧姆定律进 行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直
13、到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。 典例剖析 【例 1】 (2017 湖州检测 )在输液时 ， 药液有时会从针口流出体外 ， 为了及时发现 ， 设计了一种报警装置 ， 电路如图 所示。 M 是贴在针口处的传感器 ， 接触到药液时其电阻 RM发生变化 ， 导致 S 两端电压 U 增大 ， 装置发出警报 ， 此时 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.RM变大 ， 且 R 越大 ， U 增大越明显 B.RM变大 ， 且 R 越小 ， U 增大越明显 C.RM变小 ， 且 R 越大 ， U 增大越明显 D.RM变小 ， 且 R 越小 ， U 增大越明显 解析 由题意和电路特点知 ， M 接
14、触到药液时 ， U 变大 ， 即电路中电流变大 ， 由 I UMRM及 UM变小知 RM变小 ， 且 R 越大 ， R 与 RM的关联阻值与 RM越接近 ， 故 U 变化越明显。故选项 C 正确。 答案 C 【例 2】 如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U I 图象 ， 则下列说法中正确的是 ( ) A.电动势 E1 E2， 短路电流 I1 I2 B.电动势 E1 E2， 内阻 r1 r2 C.电动势 E1 E2，内阻 r1 r2 D.当两电 源的工作电流变化量相同时 ， 电源 2 的路端电压变化较大 解析 由题图可知两电源的 U I 图线交纵轴于一点 ， 则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点 ， 很容易判断电源 1 的短路电流大于电源 2 的短路电流 ， 则 A 项错误；又由两图线的倾斜程度可知图线 2 的斜率的绝对值大于图线 1 的斜率的绝对值 ， 即电源 2 的内阻大于电源 1 的内阻 ， 则可知 B、 C 项错误；由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时 ，电源 2 的路端电压的变化量大于电源 1 的路端 电压的变化量 ， 可知 D 项正确。 答案 D 【例 3】 如图所示 ， 因线路故障 ， 接通 S 时 ， 灯泡 L1和 L2均不 亮 ， 用电压表测得 Uab 0，Ubc 0， Ucd 4 V。因此可知开路处为 ( ) 【 www.163wenk
