高考物理一轮总复习 专题七 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用课件 新人教版

第 2讲 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 及 其 应 用 一 、 电 路 的 串 联 与 并 联1.串、并联电路的特点项目串联电路并联电路电路电流II1I2In II1I2In电压UU 1U2Un UU1U2Un 项目串联电路并联电路总电阻R总R1R2Rn功率分配P总P1P2Pn P总P1P2Pn(续 表 ) 2.几个有用的结论大于变大(1)串联电路的总电阻_电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻_.(2)并联电路的总电阻_电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻_.小于变大(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. 二 、 电 源 的 电 动 势 和 内 阻1.电源：把_的能转化为_的装置.2.电动势：等于外电路断开时_两端的电压.电动势用 E 表示，单位是伏(V).其他形式电能(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为_的本领大小的物理量.电源电能功(2)大小：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 正电荷从电源负极通过电源内部移至正极所做的_.3.电源的内阻：电源内部电路的电阻. 三 、 闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律闭合电路的总电阻1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟_成反比.2.公式：I_，常用表达式为 EIRIrUU；UE_.Ir闭合3.意义：描述了包含电源在内的_电路中，电流与电动势以及电路总电阻之间的定量关系. 四 、 闭 合 电 路 中 的 功 率1.电源的总功率：指电源提供的全部电功率.公式为 P总_.IE UII2r比值2.电源的输出功率：指电源提供给外电路的功率.公式为P 出_.3.电源的内部发热功率：指电源内阻消耗的功率.公式为P 内_.4.电源的效率：指用电器得到的电功率跟电源的总功率的 【 基 础 检 测 】(多 选 ， 2015 年 甘 肃 一 模 )如图 7-2-1 所示，R 为热敏电阻，R1、R2 为定值电阻.闭合电键 S，电压表的示数为 U，电流表的示数为I，现 R 所处环境温度降低，电压表的示数改变量的大小为U，)电流表的示数改变大小为I，则下列说法正确的是(C.电阻 R 1 的功率变大D.电源的总功率变大图 7-2-1 答 案 ： AC 考 点 1 闭 合 电 路 的 动 态 分 析 方 法 重 点 归 纳1.程序法：基本思路是“局部整体局部”.分析步骤如下：(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻 R外如何变化.如何变化. (4)由 U内I总 r，确定电源的内电压如何变化.(5)由 U外EU内，确定电源的外电压如何变化.(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.2.极限法：因变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题，可以将变阻器的滑片分别移动到两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否为单调变化. 3.口诀法：该类型的题目可以总结出“串反并同”的实用技巧.在某一闭合电路中，在电源内阻不可忽略的条件下，如果只有一个电阻变化，该电阻增大(减小)，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)；与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小). 典 例 剖 析例 1： (多 选 ， 2015 年 湖 南 长 沙 四 校 联 考 )如图 7-2-2 所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )的读数减小，电流表的读数增大，电流表的读的读A.电压表数增大B.电压表数减小图 7-2-2C.电压表D.电压表的读数减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大的读数减小 解 析 ： 滑 动 变 阻 器 滑 片 P 向 右 端 移 动 ， 使 得 RP 变 小 ， 总 电阻 变 小 ， 总 电 流 变 大 ， 即 电 流 表 的 读 数 增 大 .内 电 压 变 大 ， R1所 分 电 压 变 大 ， 并 联 电 路 电 压 即 电 压 表端 电 压 变 小 ， 通 过 R3 的 电 流 变 小 即 电 流 表 的 读 数 变 小 .即 R3 两的 读 数 减 小 ， 由 于总 电 流 增 大 ， 所 以 经 过 另 外 一 个 支 路 即 经 过 R2 的 电 流 变 大 ， R2的 读 数 增 大 ， A、 D 正 确 .两 端 电 压 变 大 ， 即 电 压 表答 案 ： AD 备 考 策 略 ： 动 态 问 题 的 分 析 一 定 要 掌 握 分 析 的 顺 序 ， 一 般由 局 部 (R 的 变 化 )全 局 (I 总、 U 端的 变 化 )局 部 (U 分、 I 分的 变化 )来 推 理 ， 注 意 干 路 中 的 电 流 大 小 是 连 接 内 、 外 电 路 的 桥 梁 . 【 考 点 练 透 】1.(多 选 ， 2015 年 湖 北 公 安 县 模 拟 )如图 7-2-3 所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表.当滑动变阻器 R2与的示数，下列判的滑动触头 P 移动时，关于两个电压表断正确的是( )图 7-2-3 A.P 向 a 移动，B.P 向 b 移动，示数增大、示数增大、的示数减小的示数减小示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值大于示数改变量示数改变量C.P 向 a 移动，的绝对值D.P 向 b 移动，的绝对值答 案 ： AC 2.(2014 年 上 海 卷 )如图 7-2-4 所示，电路中定值电阻阻值 R大于电源内阻阻值 r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、示数变化量的绝对值分别为V1、V2、V3，理)想电流表A.B. 示数变化量的绝对值I，则( 的示数增大 的示数增大C.V 3 与I 的比值大于 rD.V1 大于V2图 7-2-4 答 案 ： ACD 考 点 2 含 电 容 器 电 路 的 分 析 重 点 归 纳1.除充、放电过程，含有电容器的支路看作断路.2.电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线.3.电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.可由QCU 计算电容器上电荷量的变化. 4.在直流电路中，如果串联或并联了电容器，应该注意在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过.电容器两端的充电电压不是电源电动势 E，而是路端电压 U.5.在含容电路中，当电路发生变化时.除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象. 典 例 剖 析图 7-2-5 例 2： (多 选 ， 2015年 东 北 三 校 二 模 )如图7-2-5所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计.下列说法正确的是() A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大 思 维 点 拨 ： 根 据 电 路 结 构 ， S断 开 时 ， 整 个 电 路 断 路 ， a、b分 别 与 电 源 的 负 、 正 极 等 势 ， C 1、 C2板 间 电 压 等 于 电 源 的电 动 势 ； S闭 合 时 ， R1、 R2与 电 源 构 成 简 单 的 串 联 电 路 ， C1、C2分 别 与 R1、 R2并 联 . 答 案 ： BC 【 考 点 练 透 】3.(2015 年 湖 北 鄂 南 、 鄂 州 高 中 、 黄 石 二 中 联 考 )如图 7-2-6所示，电源电动势为 E，内阻为 r.当滑动变阻器 R2 的滑片 P 向左滑动时，下列说法不正确的是( )A.电阻 R3 消耗的功率变大B.电容器 C 上的电荷量变大C.灯 L 变暗D.R 1 两端的电压变化量的绝对值小于R2 两端的电压变化量的绝对值图 7-2-6 答 案 ： A 4.(多 选 ， 2015 年 湖 北 黄 冈 模 拟 )如图 7-2-7 所示的电路中，电源的电动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板，R1 为光敏电阻.当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合和电压表的示数分别为 I 和 U.以下开关 S，此时电流表说法正确的是( )图 7-2-7 A.若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大B.若仅增大 A、B 板间距离，则电容器所带电荷量减小C.若仅用更强的光照射 R1，则 I 增大，U 增大，电容器所带电荷量增加D.若仅用更强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值的比值不变 解 析 ： 若 仅 将 R2 的 滑 动 触 头 P 向 b 端 移 动 ， 电 压 表 与 电 流表 示 数 都 不 变 ， A 错 误 ； 增 大 A、 B 板 间 距 离 ， 电 容 减 小 ， 电容 器 两 端 电 压 不 变 ， 由 Q CU 得 电 荷 量 减 小 ， B 正 确 ； 光 照 更强 ， 光 敏 电 阻 R1 变 小 ， 根 据 串 联 分 压 ， U 变 小 ， Q 也 减 小 ， C错 误 ； U 变 化 量 的 绝 对 值 与 I 变 化 量 的 绝 对 值 的 比 值 就 等 于 r，D 正 确 .答 案 ： BD 电源总功率任意电路：P总EIP出P内电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路：P出UIP总P内 考 点 3 闭 合 电 路 的 功 率 和 效 率 重 点 归 纳电源的功率和效率 P出与外电阻R 的关系电源的效率(续 表 ) 由 P出与外电阻 R 的关系图象可知当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小.当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越大.当P出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2. 典 例 剖 析例 3： (2015 年 湖 北 七 市 联 考 )有一个电动势为 3 V、内阻为1 的电源.下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于 2 W，且使该电源的效率大于 50%的是( )A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 答 案 ： C 【 考 点 练 透 】5.(多 选 ， 2015 年 北 京 海 淀 区 检 测 )一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为 U，额定电流为 I，线圈电阻为 R，将它接在电动势为 E、内阻为 r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )A.电动机消耗的总功率为 UIB.电动机消耗的热功率为C.电源的输出功率为 EID.电源的效率为答 案 ： AD 6.(多 选 ， 2015 年 河 北 衡 水 中 学 模 拟 )在如图 7-2-8 所示的图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻 R 的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路.由图象可知( )A.电源的电动势为 3 V，内阻为 0.5 B.电阻 R 的阻值为 1 C.电源的输出功率为 2 W图 7-2-8D.电源的效率为 66.7%答 案 ： ABD 项目图象物理意义注意问题部分电路欧姆定律反映 U 跟 I 的正比关系图象的斜率表示导体的电阻，斜率越大，电阻越大 方 法 电 路 中 的 图 象1.三种图象的比较 项目图象物理意义注意问题伏安特性曲线直线表示导体为线性元件，曲线表示导体为非线性元件图象斜率的倒数为导体的电阻闭合电路表示电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻 r(续 表 ) 2.对图象的分析(1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，确定两坐标轴表示的物理意义.(2)对闭合电路的 U-I 图象，图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率；图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻.(3)如果 U-I 图线为曲线，则元件为非线性元件；图线上某比). 图 7-2-9 例 4： (多 选 ， 2015年 上 海 青 浦 质 检 )如图7-2-9所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则()A.rarbB.IaIbC.R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D.R0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低 审 题 突 破 ： 在 电 源 的 U-I 图 象 中 ， 图 象 与 纵 轴 的 交 点 表 示电 源 的 电 动 势 ， 图 象 斜 率 的 绝 对 值 表 示 电 源 的 内 阻 .答 案 ： ABC 解 析 ： 在 电 源 路 端 电 压 与 电 流 的 关 系 图 象 中 斜 率 的 绝 对 值表 示 电 源 内 阻 ， ra rb， A正 确 .在 图 象 中 作 出 定 值 电 阻 R0的 伏 安特 性 曲 线 ， 与 电 源 的 伏 安 特 性 曲 线 交 点 表 示 电 路 工 作 点 ， Ia Ib，B正 确 .R0接 到 a电 源 上 ， 电 源 的 输 出 功 率 较 大 ， 但 电 源 的 效 率 较低 ， R0接 到 b电 源 上 ， 电 源 的 输 出 功 率 较 小 ， 但 电 源 的 效 率 较 高 ，C正 确 ， D错 误 . 【 触 类 旁 通 】 (2015年 山 东 济 南 外 国 语 检 测 )如图7-2-10甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求：(1)电源的电动势和内阻.(2)定值电阻R 2的阻值.(3)滑动变阻器的最大阻值. 甲乙图 7-2-10 (3)当 P滑 到 R3的 左 端 时 ， 由 图 乙 知 此 时 U外 16 V，I总 0.2 A，所 以 滑 动 变 阻 器 的 最 大 阻 值 为 R3 300 .