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基础课时20 电路 闭合电路的欧姆定律,知识梳理,知识点一、电阻的串、并联,I1I2In,U1U2Un,知识点二、电源的电动势和内阻 1.电动势 (1)电源：电源是通过非静电力做功把_的能转化成_的装置。 (2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E_，单位：V。 (3)电动势的物理含义：电动势表示电源_ _本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的_，它是电源的另一重要参数。,其他形式,电势能,化成电势能,把其他形式的能转,内阻,知识点三、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的欧姆定律 (1)内容 闭合电路里的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电阻之和成_。 (2)公式 I _ (只适用于纯电阻电路)； E_(适用于所有电路)。,正比,反比,U外Ir,2.路端电压与外电阻的关系,E,增大,思考 (1)根据EUIr画出电源的UI图象？根据图线如何求电源的电动势和内阻？ (2)最简单的闭合回路如图1所示，推导出电源的输出功率的表达式？并求出电源的最大输出功率？,图1,诊断自测,答案 D,2.(2016上海普陀区一模)如果闭合电路中电源的电动势为12 V，外电压为10 V，当有0.5 C电荷量通过电路时，下列结论正确的是( ) A.在电源内部，非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能 B.在电源内部，静电力将6 J的其他形式的能转化为电能 C.在电源外部，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能 D.在电源外部，静电力将6 J的电能转化为其他形式的能,解析 在电源内部，根据公式有WqE0.512 J6 J，非静电力将6 J的其他形式的能转化为电能，故A、B都错误；在电源外部，根据公式有WqU0.510 J5 J，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能，故C正确，D错误。 答案 C,3.(2015长春调研)如图2所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是( ),图2 A.V的示数变大，A的示数变小 B.V的示数变大，A的示数变大 C.V的示数变小，A的示数变小 D.V的示数变小，A的示数变大,解析 由闭合电路的欧姆定律可得，滑动变阻器滑片向右移，外电阻增大，总电流减小，路端电压增大，V的示数变大。干路电流减小，R1两端电压减小，R2两端电压增大，流过R2的电流增大，A的示数变大，可知选项B正确。 答案 B,4.直流电路图如图3所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的( ),图3 A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小,解析 当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内I2r一定减小，选项C正确；总功率PEI一定减小，选项A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，选项B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此选项D错误。 答案 ABC,5.(多选)如图4所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( ),图4 A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 ,答案 AD,考点一 电路的动态分析 1.判定总电阻变化情况的规律 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。 (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 (3)在如图5所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。,图5,2.电路动态分析的方法 (1)程序法：遵循“局部整体部分”的思路，按以下步骤分析：,(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。 (3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)。“并同”是指某一电阻增大(或减小)时，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(或减小)。,【例1】 (2015湖北武汉二模)在如图6所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器， 、 为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是( ),图6 A.电压表示数减小 B.电流表示数减小 C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低,答案 D,方法提炼 电路稳定时电容器的处理方法 电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压。,【变式训练】 1.(多选)如图7所示，电源电动势为E，内电阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两只小灯泡均能发光。现将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动，下列说法正确的是( ),图7,A.小灯泡L1、L2均变暗 B.小灯泡L1变亮，L2变暗 C.电流表 的读数变小，电压表 的读数变大 D.电流表 的读数变大，电压表 的读数变小,解析 画出等效电路如图所示，滑片向右滑动 的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大， 电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流 变小，故电流表 的读数变小，电压表 的读 数变大，L2变暗，L1变亮，B、C正确。,答案 BC,图8,【例2】 (多选)如图9甲所示，电源电动势E6 V，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图9乙、丙、丁所示。其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是( ),图9,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 ，80%),答案 BD,【变式训练】 2.如图10所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是( ),图10 A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小 D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小,解析 等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值RPb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻R消耗的功率增大，A、B、D错误；把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R内2r，RPb减小，且RPb2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，C正确。,答案 C,考点三 电源的UI图象的应用,【例3】 (多选)用如图11甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，根据测得的数据作出如图乙所示的UI图线，由图可知下列判断正确的是( ),图11 A.电源电动势的测量值为1.40 V B.电源内阻的测量值为3.50 C.外电路发生短路时的电流为0.40 A D.电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数为0.20 A,答案 AD,反思总结 分析UI图象的四个步骤 (1)明确纵、横坐标的物理意义。 (2)明确图象的截距、斜率及交点的意义。 (3)找出图线上对应状态的参量或关系式。 (4)结合相关概念或规律进行分析、计算。,【变式训练】 3.(多选)(2016黑龙江哈尔滨第一中学考试)如图12所示的UI图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( ),图12 A.R的阻值为1.5 B.电源电动势为3 V，内阻为0.5 C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W,答案 AD,1.(2016山东日照检测)如图13所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其电阻随光照强度的增加而减小。闭合开关S后，若照射R3的光强度减弱，则( ),图13 A.R1两端的电压变大 B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小 D.电源两极间的电压变小,解析 照射R3的光强度减弱，光敏电阻阻值变大，故电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路的总电流减小，路端电压增大，D项错误；由部分电路欧姆定律得U1IR1，则R1两端电压减小，A项错误；根据串反并同规律可知，与R3串联的小灯泡消耗的功率减小，B项正确；通过与R3并联的电阻R2的电流增大，C项错误。 答案 B,2.(2016日照调研)如图14所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻， 与 均为理想电表；开始时开关S闭合， 均有读数，某时刻 和 读数均变大，则电路中可能出现的故障是( ),图14 A.R1断路 B.R2断路 C.R1短路 D.R3短路,解析 当R1断路时，电流表示数变为0，A错误；当R2断路时，外电路的总电阻变大，故路端电压变大，即电压表读数变大，电路的总电流减小，故R1上的电压减小，R3两端电压变大，故电流表读数变大，与题目所给的现象吻合，故电路是R2断路，B正确；当R1短路或R3短路时，外电路电阻变小，路端电压变小，即电压表示数变小，C、D错误。 答案 B,3.如图15所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是( ),图15 A.4 W，8 W B.2 W，4 W C.2 W，3 W D.4 W，6 W,解析 电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3 V，图线A、B的交点表示电路工作点，对应的工作电压为U2 V，工作电流为I2 A。用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出UI22 W4 W，电源的总功率P总EI32 W6 W。选项D正确。 答案 D,4.(2014天津理综，2)如图16所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( ),图16 A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开开关S,答案 B,5.(多选)如图17所示，电源电动势E3 V，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R4 时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则( ),图17 A.电源内阻为1 B.电动机的内阻为4 C.电动机正常工作电压为1 V D.电源效率约为93.3%,答案 AD,
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