高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 基础课时20 电路 闭合电路的欧姆定律课件.ppt

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 I1 I2 In U1 U2 Un 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E U Ir画出电源的U I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12V 外电压为10V 当有0 5C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5J的其他形式的能转化为电能B 在电源内部 静电力将6J的其他形式的能转化为电能C 在电源外部 静电力将5J的电能转化为其他形式的能D 在电源外部 静电力将6J的电能转化为其他形式的能 解析在电源内部 根据公式有W qE 0 5 12J 6J 非静电力将6J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W qU 0 5 10J 5J 静电力将5J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2A 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3A 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P EI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4A 电源的电动势为6 0VB 电源的内阻为12 C 电源的短路电流为0 5AD 电流为0 3A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6A 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E 6V 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 4V 4 5W B b 4 8V 2 88W C c 0 6A 4 5V 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10A 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RPb 2r 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U I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U I图线 由图可知下列判断正确的是 图11A 电源电动势的测量值为1 40VB 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 40AD 电压表的示数为1 20V时 电流表的示数为0 20A 答案AD 反思总结分析U I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U I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U I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12A R的阻值为1 5 B 电源电动势为3V 内阻为0 5 C 电源的输出功率为3 0WD 电源内部消耗功率为1 5W 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13A 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U1 IR1 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14A 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U I图线 曲线B为某小灯泡的U I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15A 4W 8WB 2W 4WC 2W 3WD 4W 6W 解析电源的U I图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3V 图线A B的交点表示电路工作点 对应的工作电压为U 2V 工作电流为I 2A 用该电源和小灯泡组成闭合电路时 电源的输出功率P出 UI 2 2W 4W 电源的总功率P总 EI 3 2W 6W 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16A 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E 3V 小灯泡L标有 2V0 4W 开关S接1 当滑动变阻器调到R 4 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17A 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1VD 电源效率约为93 3 答案AD