【基礎知識回顧】

一、電動勢

1．電源：使導體兩端存在持續電壓，将其他形式的能轉化為電能的裝置。

2．電動勢

（1）物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量。電動勢大，說明電源把其他形式的能轉化為電能的本領大；電動勢小，說明電源把其他形式的能轉化為電能的本領小。

定義公式為 E=W非/q，其單位與電勢、電勢差相同。該物理量為标量。

（2）大小：等于外電路斷開時的路端電壓，數值上也等于把1C的正電荷從電源負極移到正極時非靜電力所做的功。

（3）電動勢的方向：電動勢雖是标量，但為了研究電路中電勢分布的需要，我們規定由負極經電源内部指向正極的方向（即電勢升高的方向）為電動勢的方向。

特别提醒：（1）電源電動勢由電源本身決定，與電路及工作狀态無關。

（3）電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，可以用電壓表近似測量。

一、閉合電路歐姆定律

1．内容：閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟内、外電路電阻之和成反比，這個結論叫做閉合電路歐姆定律。

2．表達式：（1）電流表達式 I=E/(R r)

（2））電壓表達式E=IR Ir=U Ur

3．适用範圍：外電路是純電阻的電路。

4．路端電壓U：外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓，U= E- Ir

（1）當外電阻R增大時，I減小，内電壓減小，路端電壓U增大。當外電路斷開時， I=0，U=E。

（2）當外電阻減小時，I增大，内電壓增大，路端電壓減小。當電源兩端短路時，外電阻R=0,I=E/r,U=0

（3）路端電壓也可以表示為U=IR=ER/(R r)=E/(1 r/R)，也可以得到路端電壓随外電阻增大而增大的結論。

3.對電源的U－I圖象的理解以及與電阻U－I圖象的關系．

4.閉合電路中的功率問題．

（1）電源的總功率：

（2）電源内耗功率：

（3）電源的輸出功率：

當外電路為純電阻電路時讨論如下：

a. 純電阻電路：

b. 輸出功率随R的變化關系：

①當R＝r時，電源的輸出功率最大，為Pm=E2/4r

②當R＞r時，随着R的增大輸出功率越來越小。

③當R＜r時，随着R的增大輸出功率越來越大。

④當P出＜Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。

⑤P出與R的關系如圖所示。

5.電源的效率

(1)任意電路：

因此在純電阻電路中R越大，η越大；當R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%

題型一電路的計算問題

閉合電路是一個能量轉化系統，電源将其他形式的能轉化為電能，内、外電路将電能轉化為其他形去的能、EI=P内 P外就是能量守恒定律在閉合電路中守恒的體現。

【典例1】電路如圖甲所示．若電阻未知，電源電動勢和内阻也未知，電源的路端電壓U随電流I的變化圖線及外電阻的U－I圖線分别如圖乙所示，求：

(1)電源的電動勢和内阻；

(2)電源的路端電壓；

(3)電源的輸出功率．

【強化訓練1】如圖所示的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數各為1.6V和0.4 A；當S斷開時，它們的示數各改變0.1 V和0.1 A，求電源的電動勢及電阻．

題型二 含容電路問題的分析與求解

【考法綜述】電容器在電路中有很重要的應用，經常牽涉到計算流過某一電阻的電荷量，在高考中要求我們對電路比較熟悉，對電路的串并聯結構的理解也要提高到一定的高度。

【例3】如圖所示的電路中，電源電動勢E=6. 00 V，其内阻可忽略不計。電阻的阻值分别為 R1 =2.4 kΩ， R2 = 4.8 kΩ，電容器的電容C=4.7μF 。閉合開關S，待電流穩定後，用電壓表測 R1 兩端的電壓，其穩定值為1.50 V。

（1）該電壓表的内阻為多大？

（2）由于電壓表的接入，電容器的電荷量變化了多少？

題型三 電路的動态分析問題

電路的動态分析問題是指由于斷開或閉合開關、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結構發生了變化，某處電路變化又引起其他電路的一系列變化.直流電路的動态變化分析是電學的常考點之一，幾乎每年都有該類試題出現.該類試題能考查考生對閉合電路歐姆定律的理解，電路的結構分析及對電路中并聯特點的應用能力，兼顧考查學生的邏輯推訓能力.

【例2】在如圖所示的電路中，E 為電源電動勢，r 為電源内阻， R 1 和 R3 均為定值電阻， R2 為滑動變阻器。當R2 的滑動觸點在a 端時合上開關S，此時三個電表 A1 、 A2 和V 的示數分别為 I1 、I2 和U。現将 R2的滑動觸點向b 端移動，則三個電表示數的變化情況是（ ）

A． I1 增大， I 不2變，U 增大 B． I1 減小， I2 增大，U 減小

B． I1 增大， I2 減小，U 增大 D． I1 減小， I2 不變，U 減小

舉一反三：

在如圖所示的電阻中，R1、R2、R3和4 R 皆為定值電阻， R5 為可變電阻，電源的電動勢為ε，内阻為r。設電流表A 的讀數為I，電壓表V 的讀數為U。當 R5 的滑動觸點向圖中a 端移動時（ ）

【典例5】如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源内電阻阻值r。将滑動變阻器滑片向下滑動，理想變壓器、V1、V2、V3示數變化量的絕對值分别為Δ V1、Δ V2、Δ V3，理想電流表A示數變化量的絕對值為Δ I，則（)

A:A的示數增大 B:V2的示數增大

C:Δ V3與的Δ I比值大于 D:Δ V1

2.電路動态分析的方法

(1)程序法：遵循“局部－整體－部分”的思路，按以下步驟分析：

(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可将滑動變阻器的滑動端分别滑至兩個極端去讨論。

(3)串反并同法：“串反”是指某一電阻增大(或減小)時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都将減小(或增大)。“并同”是指某一電阻增大(或減小)時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都将增大(或減小)。

題型四閉合電路的功率

【考法綜述】在閉合電路中經常涉及三個功率：電源的總功率、電源内部消耗的功率、電源的輸出功率，高考一般借助電路的動态分析考查這三個功率。

【典例4】直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的（)

A: 總功率一定減小 B: 效率一定增大

C: 内部損耗功率一定減小 D: 輸出功率一定先增大後減小

【例2】(多選)如圖9甲所示，電源電動勢E＝6 V，閉合開關，将滑動變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中，得到電路中的一些物理量的變化如圖9乙、丙、丁所示。其中圖乙為輸出功率與路端電壓的關系曲線，圖丙為路端電壓與總電流的關系曲線，圖丁為電源效率與外電路電阻的關系曲線，不考慮電表、導線對電路的影響。則下列關于圖中a、b、c、d點的坐标值正确的是

A.a(4 V，4.5 W) B.b(4.8 V，2.88 W)

C.c(0.6 A，4.5 V) D.d(8 Ω，80%)

題型五閉合電路中的圖像問題

【考法綜述】在恒定電流中常會涉及兩種U-I圖線，一種是電阻的伏安特性曲線(過原點的直線)，另一種是電源的伏安特性曲線(斜率為負值的直線).高考試題中常會借助對兩種圖像的識别或應用考查學生對閉合電路歐姆定律的掌握情況

【例3】(多選)用如圖甲所示的電路來測量電源電動勢和内阻，根據測得的數據作出如圖乙所示的U－I圖線，由圖可知下列判斷正确的是()

A.電源電動勢的測量值為1.40 V B.電源内阻的測量值為3.50 Ω

C.外電路發生短路時的電流為0.40 A D.電壓表的示數為1.20 V時，電流表的示數為0.20 A

【變式訓練】

1．(多選)如圖所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ為某一電阻R的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()

A.R的阻值為1.5 Ω

B.電源電動勢為3 V，内阻為0.5 Ω

C.電源的輸出功率為3.0 W

D.電源内部消耗功率為1.5 W

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