2019版高考物理总复习 第八章 恒定电流 基础课2 电路 闭合电路的欧姆定律课件.ppt

基础课2电路闭合电路的欧姆定律 电阻的串联 并联 知识排查 闭合电路的欧姆定律 1 基本概念 规律 E U内 E Ir 2 路端电压与外电阻的关系 1 关系式 U E Ir 2 用图象表示如图1所示 其中纵轴截距为 横轴截距为 斜率的绝对值为 3 路端电压跟电流的关系 图1 电动势 短路电流 内阻 1 电动势就是电源两极间的电压 2 闭合电路中的电流跟电源电动势成正比 跟整个电路的电阻成反比 3 闭合电路中的短路电流无限大 4 电源U I图象上某点纵 横坐标的乘积对应此时的输出功率 答案 1 2 3 4 小题速练 1 思考判断 2 人教选修3 1 P52 T4改编 如图2是有两个量程的电压表 当使用a b两个端点时 量程为0 10V 当使用a c两个端点时 量程为0 100V 已知电流表的内阻Rg为500 满偏电流Ig为1mA 则电阻R1 R2的值 A 9500 90000 B 90000 9500 C 9500 9000 D 9000 9500 图2 答案A 3 人教选修3 1 P63 T1 一个电源接8 电阻时 通过电源的电流为0 15A 接13 电阻时 通过电源的电流为0 10A 则电源的电动势和内阻分别为 A 2V1 5 B 1 5V2 C 2V2 D 1 5V1 5 解析由闭合电路欧姆定律得E I1 R1 r E I2 R2 r 代入数据联立得r 2 E 1 5V 答案B 闭合电路欧姆定律及动态分析 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3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3 2 电路动态分析的常用 两法 1 程序判断法 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 1 2017 河北石家庄模拟 如图4所示电路中 L1 L2为两只完全相同 阻值恒定的灯泡 R为光敏电阻 光照越强 阻值越小 闭合电键S后 随着光照强度逐渐增强 A L1逐渐变暗 L2逐渐变亮B L1逐渐变亮 L2逐渐变暗C 电源内电路消耗的功率逐渐减小D 光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大 图4 解析当光照增强时 光敏电阻的阻值减小 电路的总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可得 电路中总电流增大 则L2逐渐变亮 U内 Ir增大 由U E Ir可知 路端电压减小 L2两端的电压增大 则L1两端的电压减小 故L1逐渐变暗 故选项A正确 B错误 电路中总电流增大 由P I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大 故选项C错误 将L2看成电源内电路的一部分 光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率 由于等效电源的内阻大于外电阻 所以当光敏电阻的阻值减小 即外电阻减小时 等效电源的内 外电阻相差更大 输出功率减小 则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小 故选项D错误 答案A 2 如图5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 下列说法正确的是 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 图5 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 选项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 选项C正确 答案C 3 如图6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 闭合电键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 A 增大R1的阻值B 增大R2的阻值C 增大两板间的距离D 断开电键S 图6 答案B 4 2016 全国卷 17 阻值相等的四个电阻 电容器C及电池E 内阻可忽略 连接成如图7所示电路 开关S断开且电流稳定时 C所带的电荷量为Q1 闭合开关S 电流再次稳定后 C所带的电荷量为Q2 Q1与Q2的比值为 图7 解析S断开时等效电路如图甲所示 甲 S闭合时等效电路如图乙所示 答案C 乙 电源的功率和效率问题 电源的功率和效率 典例 如图8所示 已知电源电动势为6V 内阻为1 保护电阻R0 0 5 则当保护电阻R0消耗的电功率最大时 这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为 A 1 4WB 1 8WC 08WD 0 5 8W 图8 答案C 拓展延伸1 在 典例 中的条件不变 则当电阻箱R的读数为多少时 电阻箱R消耗的功率PR最大且这个最大值为 A 1 6WB 0 5 8WC 1 1 5WD 1 5 6W 答案D 答案C 拓展延伸3 在 典例 中的条件不变 则电源的最大输出功率为 A 3WB 4WC 5WD 9W 答案D 1 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路 测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图9所示 由此可知 A 电源最大输出功率可能大于45WB 电源内阻一定等于5 C 电源电动势为45VD 电阻箱所消耗功率P最大时 电源效率大于50 图9 答案B 2 多选 如图10所示 A为电解槽 M为电动机 N为电炉 恒定电压U 12V 电解槽内阻rA 2 当S1闭合 S2 S3断开时 电流表A示数为6A 当S2闭合 S1 S3断开时 电流表A示数为5A 且电动机输出功率为35W 当S3闭合 S1 S2断开时 电流表A示数为4A 则 A 电炉的电阻为2 B 仅S1闭合时 电炉的发热功率为72WC 电动机的内阻为1 2 D 在电解槽工作时 电能转化为化学能的功率为48W 图10 答案AB 两种图象的比较 两类U I图象的比较与应用 1 多选 如图11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 A 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 图11 答案AD 2 2017 河南南阳模拟 硅光电池是一种太阳能电池 具有低碳环保的优点 如图12所示 图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象 电池内阻不是常量 图线b是某电阻R的U I图象 在该光照强度下将它们组成闭合回路时 硅光电池的内阻为 A 5 5 B 7 0 C 12 0 D 12 5 图12 答案A 利用两种图象解题的基本方法利用电源的U I图象和电阻的U I图象解题 无论电阻的U I图象是线性还是非线性 解决此类问题的基本方法是图解法 即把电源和电阻的U I图线画在同一坐标系中 图线的交点即电阻的 工作点 电阻的电压和电流可求 其他的量也可求 电路故障问题的处理方法 分析推理能力的培养 1 故障特点 1 断路特点 断路部分电路中电流为零 而电压不为零 因此 若外电路中某两点间电压不为零 电流为零 则两点间有断点 而这两点与电源的两极之间无断点 2 短路特点 表现为有电流通过而某元件两端电压为零 2 故障分析方法 类型1电表测量法 例1 二极管具有单向导电性 当正极接电源正极 正接 时二极管导通 电流可以通过二极管 且二极管的阻值很小 可忽略 当负极接电源正极 反接 时二极管截止 阻值很大 电流为零 为了验证二极管的这一特性 将其接入如图13所示电路cd之间的D处 闭合开关时灯不亮 经初步检查各接线均牢固正确 为了确定电路故障的位置 四位同学各自进行了以下操作 由此可判断 A 同学1的操作说明故障在a b之间B 同学2的操作说明故障在b c之间C 根据同学1 3的操作即可判断故障的原因是二极管正 负极接错D 根据同学2 4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开 图13 解析同学1的操作结果中 电压为零的点为b c 黑表笔与电源是断开的 电压为6V的点d e与电源是相通的 说明故障只在c d之间 选项A错误 同学2的操作结果与同学1相同 选项B错误 同学3的操作说明二极管的正极接在d点 被反接了 结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正 负极接错 选项C正确 由于二极管正 负极接错 同学4的操作测定的是二极管的反向电阻 应该很大 并不能表明二极管已损坏断开 选项D错误 答案C 类型2现象判断法 例2 在如图14所示的电路中 闭合开关S后 L1 L2两灯泡都正常发光 后来由于某种故障使L2突然变亮 电压表读数减小 由此推断 该故障可能是 A L1灯丝烧断B 电阻R2断路C 电阻R2短路D 电容器被击穿短路 图14 解析若L1灯丝烧断 则总电阻增大 总电流减小 L2两端电压减小 L2变暗 选项A错误 若R2断路 则总电阻增大 电压表读数增大 总电流减小 L1与R1并联部分两端的电压减小 故L2两端的电压增大 L2变亮 选项B错误 若电阻R2短路 则通过L2的电流为零 L2不亮 选项C错误 若电容器被击穿短路 则电路总电阻减小 路端电压减小 总电流增大 L2变亮 选项D正确 答案D 针对训练 如图15所示 电源电动势为6V 当开关S接通时 灯泡L1和L2都不亮 用电压表测得各部分电压是Uad 0 Ucd 6V Uab 6V 由此可判定 A L1和L2的灯丝都断了B L1的灯丝断了C L2的灯丝断了D 变阻器R断路 图15 解析根据电路发生断路的特点可以判断 因Uab 6V则说明电源没有问题 是外电路出现故障 而Ucd 6V 则说明L1 R完好 又Uad 0 则说明L2的灯丝断了 故选项C正确 答案C