第三節(jié) 研究閉合電路 一、電動勢 1．一個閉合電路可以分為兩部分：__________和__________．電源外部的電路叫做________，外電路上的電阻稱為__________，電源內(nèi)部的電路叫________，內(nèi)電路上的電阻即電源的電阻稱為__________，用______表示． 2．電動勢：是用來描述電源特性的物理量，數(shù)值上等于 _____________，用符號______表示，單位是________． 二、閉合電路的歐姆定律 1．電源的電動勢E與U外和U內(nèi)的關(guān)系為： ___________________________________. 2．閉合電路中的電流I，外電阻R、內(nèi)電阻r與電源電動勢E的關(guān)系為：__________. 3．閉合電路的歐姆定律：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成________比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成________比．公式表示為I＝______. 三、路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 1．路端電壓：就是________，也可以理解為電源兩極間的電壓． 2．負(fù)載：電路中，消耗電能的元件常常稱為負(fù)載．負(fù)載變化時，電路中的電流就會變化，路端電壓也隨之變化． 3．當(dāng)外電阻R(負(fù)載)增大時，由閉合電路歐姆定律I＝________可知，電路中的電流I減小，根據(jù)U＝________－Ir可知，此時路端電壓U將________．相反，當(dāng)外電阻(負(fù)載)R減小時，電流I將__________，路端電壓U將________． 四、測量電源的電動勢和內(nèi)阻 電源的特性主要由______和________來描述．測電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗所依據(jù)的原理是_________，對于實(shí)驗所得數(shù)據(jù)通常用________法和________法來處理. 例1 下列關(guān)于電動勢的說法中正確的是（ ） A、電動勢的大小與非靜電力的功成正比，與移送電荷量的大小成反比 B、電動勢的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣 C、電動勢公式E=W/q中W與電壓U=W/Q中的W是一樣的，都是電場力的功 D、電動勢是反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量 解析：D，詳細(xì)見知識點(diǎn) 變式訓(xùn)練1．關(guān)于電動勢，下列說法正確的是(　　) A．電源電動勢等于電源正負(fù)極之間的電勢差 B．用電壓表直接測量電源兩極得到的電壓數(shù)值，實(shí)際上總略小于電源電動勢的準(zhǔn)確值 C．電源電動勢總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān) D．電動勢有方向，因此電動勢是矢量 變式訓(xùn)練2．關(guān)于閉合電路，下列說法正確的是(　　) A．電源短路時，放電電流為無限大 B．電源短路時，內(nèi)電壓等于電源電動勢 C．用電器增加時，路端電壓一定增大 D．把電壓表直接和電源連接時，電壓表的示數(shù)總小于電源電動勢 例2　如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6 V和0.4 A；當(dāng)S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1 V和0.1 A，求電源的電動勢及內(nèi)阻． 解析　當(dāng)S閉合時，R1、R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I1r即E＝1.6＋0.4r① 當(dāng)S斷開時，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U2＝E－I2r即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r② 由①②得：E＝2 V，r＝1 Ω. 變式訓(xùn)練1　如圖3所示電路中，R1＝R2＝R3＝1 Ω，電壓表內(nèi)阻很大，當(dāng)S斷開時，電壓表示數(shù)為0.8 V，當(dāng)S閉合時，電壓表示數(shù)為1 V，求電源的電動勢與內(nèi)阻． 變式訓(xùn)練2一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，接上8 Ω的負(fù)載后路端電壓降為2.4 V，則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r為(　　) A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω 例2　在如圖所示的電路中，E為電源的電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1、R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器．當(dāng)R2的滑動觸頭在a端時合上開關(guān)S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U，現(xiàn)將R2的滑動觸頭向b端移動，則三個電表示數(shù)變化情況是(　　) A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小 C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小 解析：R2減小，R總減小，I增大，Ir增大，路端電壓即U減小，I(r＋R3)增大，R1、R2兩端并聯(lián)電壓減小，I1減小，I2增大，B正確． 變式訓(xùn)練1　在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器R3的滑片P向b端移動時(　　) A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B ．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大 D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小 變式訓(xùn)練2如圖11所示，A燈和B燈都未正常發(fā)光，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向上滑動時，兩燈亮度的變化是(　　) A．A燈變亮，B燈變亮 B．A燈變暗，B燈變亮 C．A燈變暗，B燈變暗 D．A燈變亮，B燈變暗 變式訓(xùn)練3 在如圖所示的電路中，R1、R2、R3為固定電阻，R4為可變電阻，電流表和電壓表都是理想的，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r.當(dāng)R4的滑動觸片向a點(diǎn)移動時(　　) A．電壓表的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變小 C．電流表的示數(shù)變大 D．電流表的示數(shù)變小 例3　如圖所示為兩個獨(dú)立電路A和B的路端電壓與其總電流的關(guān)系圖線，則(　　) A．路端電壓都為U1時，它們的外電阻相等 B．電流都是I1時，兩電源內(nèi)電壓相等 C．電路A的電動勢大于電路B的電動勢 D．電路A中電源的內(nèi)阻小于電路B中電源的內(nèi)阻 解析 在路端電壓與總電流的U－I關(guān)系圖線中，圖線在U軸上的截距表示電動勢E，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，可見EA＞EB，rA＞rB.圖中兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I1，U1)，由R＝可知，路端電壓都為U1時，它們的外電阻相等．由U′＝Ir可知，電流都是I1時，因r不等，兩電源內(nèi)電壓不等．所以選項A、C正確． 　 變式訓(xùn)練1　圖是根據(jù)某次實(shí)驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U－I圖象，下列關(guān)于這個圖象的說法中正確的是(　　) A．縱軸截距表示待測電源的電動勢，即E＝3.0 V B．橫軸截距表示短路電流，即I短＝0.6 A C．根據(jù)r＝E/I短，計算出待測電源內(nèi)電阻為5 Ω D．根據(jù)r＝||，計算出待測電源內(nèi)電阻為1 Ω 變式訓(xùn)練2．如圖所示為某一電源的U－I曲線，由圖可知(　　) A．電源電動勢為2 V B．電源內(nèi)電阻為 Ω C．電源短路時電流為6 A D．電路路端電壓為1 V時，電路中電流為5 A 變式訓(xùn)練3.在圖甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑動變阻器，當(dāng)其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器上的兩個不同端點(diǎn)時分別得到的．求： (1)電源的電動勢和內(nèi)電阻； (2)定值電阻R2的阻值； (3)滑動變阻器R3的最大值．