山东邹平一中高二寒假作业课时4闭合电路欧姆定律

课时4闭合电路欧姆定律请同学们先认真研读物理课本选修3-1第二章第七节内容，完成课本例题和课后练习，在此基础上，用45分钟的时间完成以下作业基础回顾:一1.闭合电路欧姆定律：（1）内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成__________，跟内、外电路的电阻之和成____________.（2）公式：____________或____________.（3）适用条件：闭合电路欧姆定律适用于外电路为____________.(2)I=rREE=U外+Ir(3)纯电阻电路2.路端电压与外电阻的关系：根据U=IR=rRE·R=RrE1可知，当R增大时，电压U_______，当R减小时，电压U_________，当r=0（理想电源）时，U不随R的变化而变化.（1）当外电路断开时，外电阻R为_________，I为_________，Ir也为_________，可得_________，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_________，即Im=rE，路端电压为_________.由于通常情况下电源内阻很小，短路时会形成很大的电流，很容易把电源烧坏，这就是严禁把电源两极不经负载直接相接的原因.二、路端电压与电流的关系1.根据公式U=E-Ir可知，路端电压与电流的关系图象（即U-I图象）是一条斜向下的直线，如图所示.（1）图象与纵轴的截距等于电源的电动势大小；图象与横轴的截距等于外电路短路时的电流Imax=rE.（2）图象斜率的绝对值等于电源的内阻，即r=IU=tanθ，θ角越大，表明电源的内阻越大.说明：横、纵坐标可以选不同的坐标起点，如左图所示，路端电压的坐标值不是从零开始的，而是从U0开始的，此时图象与纵轴的截距仍然等于电源的电动势大小；图象斜率的绝对值仍然等于电源的内阻；而图象与横轴的截距就不再等于外电路短路时的电流了.2.部分电路欧姆定律的U-I图象（如右图）与闭合电路欧姆定律的U-I图象的区别.（1）从表示的内容上来看，右图是对某一固定电阻R而言的，纵坐标和横坐标分别表示该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映I跟U的正比关系；而左图是对闭合电路整体而言的，是电源的外特性曲线，U表示路端电压，I表示通过电源的电流，图象反映U与I的制约关系.（2）从图象的物理意义上来看，右图表示的是导体的性质，左图表示的是电源的性质.在右图中，U与I成正比（图象是直线）的前提是电阻R保持一定；在左图中电源的电动势和内阻不变，外电阻是变化的，正是外电阻R的变化，才有I和U的变化.三、电源的输出功率与效率1.闭合电路的功率：根据能量守恒，电源的总功率等于电源的输出功率（外电路消耗的电功率）与电源内阻上消耗的功率之和，即P总=IU+I2r=I(U+Ir)=IE.其中IE为电源总功率，是电源内非静电力移动电荷做功，把其他形式的能转化为电能的功率；IU为电源的输出功率，在外电路中，这部分电功率转化为其他形式的能（机械能、内能等）；I2r为电源内由于内阻而消耗的功率，转化为焦耳热.2.电源的输出功率：外电路为纯电阻电路时，电源的输出功率为P=I2R=rRrRErRRE4)()(2222.由此式可知，（1）当R=r时，电源的输出功率最大，且Pm=rE42.（2）当R＞r时，随着R的增大,输出功率减小.（3）当R＜r时，随着R的减小,输出功率减小.（4）输出功率与外电阻的关系如图所示，由图象可知，对应某一输出功率（非最大值）可以有两个不同的外电阻R1和R2，且有r2=R1·R2.3.电源的效率：η=RrrRREIUIPP11总出，可见当R增大时，效率增大.当R=r时，即电源有最大输出功率时，其效率仅为50%，效率并不高..精题训练1.U-I（）A.电动势E1=E2，短路电流I1I2B.电动势E1=E2，内阻r1r2C.电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大2如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是()A.U1变大，U2变小B.U1变大，U2变大C.U1变小，U2变小D.U1变小，U2变大3.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动，则（）A.电灯L更亮，安培表的示数减小B.电灯L更亮，安培表的示数增大C.电灯L变暗，安培表的示数减小D.电灯L变亮，安培表的示数不变填空题.4一个电源的内阻为1Ω，某用电器上标有“10V20W”的字样，接到该电源上恰能正常工作，则电源的电动势为___________V，电源内阻上的热功率为___________W.计算题5.如图所示的电路中，当K闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6V和0.4A.当K断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A.电源的电动势和内电阻为多大？6如图所示，线段A为某电源的U-I图线，线段B为某电阻的U-I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：（1）电源的输出功率P出为多大？（2）电源内部损耗的电功率是多少？（3）电源的效率η为多大？能力提高:7如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开.S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开.红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定值电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计.（1）分析电饭煲的工作原理.（2）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？（3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比.