2020版高考物理大一轮复习第七章恒定电流第2讲：闭合电路欧姆定律课件.ppt

第2讲闭合电路欧姆定律,第七章恒定电流,考试标准,内容索引,过好双基关回扣基础知识训练基础题目,研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点,课时作业限时训练练规范练速度,过好双基关,一、串联电路和并联电路1.电路的串、并联,I1I2In,正比,反比,正比,反比,2.两个重要的结论(1)串联电路的总电阻大于，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻.(2)并联电路的总电阻电路中任意一个支路电阻，任意一个支路电阻值变大或变小时，电路的总电阻.,电路中任意一个电阻,变大或变小,小于,变大或变小,自测1电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为A.12B.21C.14D.41,答案,解析两电阻并联时，两端电压相等，因电流之比为12，故R1R221；当两电阻串联时，有相同的电流，由UIR可知，U1U221，选项B正确.,解析,二、闭合电路的欧姆定律1.公式(1)I(只适用于纯电阻电路).(2)E(适用于所有电路).2.路端电压与外电阻的关系(1)一般情况：UIR.(2)特殊情况：当外电路断路时，I0，U.当外电路短路时，I短，U0.,U外Ir,E,3.路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U.(2)UI图象(如图1所示)当电路断路即I0时，纵坐标的截距为.当外电路电压为U0时，横坐标的截距为.图线的斜率的绝对值为电源的.,EIr,图1,电源电动势,短路电流,内阻,自测2将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路总电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是A.由U外IR可知，外电压随I的增大而增大B.由U内Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C.由U外EIr可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D.由PIU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大,答案,解析,解析因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外IR来分析U外随I的变化情况.由闭合电路欧姆定律知，U外EIr，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，故A、B错，C对；对于PIU外，I增大，R减小，若Rr，由输出功率P随外电阻变化曲线可知，R减小，P减小，故D错.,研透命题点,命题点一闭合电路欧姆定律及动态分析,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.电路动态分析的两种方法,(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路,并联分流I串联分压U,变化支路,(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片分别滑至两个极端去讨论.,例1如图2所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6V变为5V，电流表读数的变化量为0.5A，则下列说法中正确的是A.电流表的读数变小了，电源的内阻为10B.电流表的读数变大了，电源的内阻为20C.电流表的读数变大了，电源的内阻为2D.不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻,图2,答案,解析,解析电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U内Ir，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以UIr，代入数据得，电源的内阻r2，选项C正确.,答案,解析,变式1一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8的负载后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为A.E2.4V，r1B.E3V，r2C.E2.4V，r2D.E3V，r1,解析电路断开时，路端电压等于电动势E3V，,又EUIrU解得内阻r2.,答案,变式2在如图3所示的电路中，电源的内阻不能忽略，当电路中接入的电灯数目增多时，下列说法正确的是A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大D.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小,图3,拓展点闭合电路的故障分析1.故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零.(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零.,2.检测方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段被短路.(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置.在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程.(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路.在使用欧姆表检测时，电路一定要切断电源.,例2用电压表检查图4电路中的故障，测得Uad5.0V，Ucd0V，Ubc0V，Uab5.0V，则此故障可能是A.L断路B.R断路C.R断路D.S断路,图4,答案,解析由Uad5.0V和Uab5.0V可知，开关S、灯泡L、电阻R均为通路，由Ucd0，Ubc0可知电路为断路故障(电路中无电流)，所以故障可能是R断路，选项B正确.,解析,命题点二电路中的功率及效率问题,1.电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内.,2.电源内部消耗的功率P内I2rIU内P总P出.,3.电源的输出功率(1)任意电路：P出IU外IEI2rP总P内.,(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系,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.,4.电源的效率,因此在纯电阻电路中R越大，越大；当Rr时，电源有最大输出功率，但电源的效率仅为50%.,例3直流电路如图5所示，电源内阻不可忽略，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的A.总功率一定增大B.效率一定减小C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小,图5,答案,解析,解析滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故选项A错误；,由P内I2r可知，选项C正确；由P出R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P出的变化情况，选项D错误.,变式3如图6所示，已知电源内电阻r为2，定值电阻R0为3，滑动变阻器的阻值范围为010.当滑动变阻器R阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为A.2B.3C.4D.5,答案,图6,解析R0为定值电阻，把它等效为电源内阻，当R1R0r，即R15时，R1上获得最大功率，故选项D正确.,解析,变式4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7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5C.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%,答案,解析,图7,解析由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率.由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45W，所以电源最大输出功率为45W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知，此时电阻箱读数为R5，电流I3A，电源电动势EI(Rr)30V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误.,变式5(2016东海中学月考)有一个电动势为3V、内阻为1的电源.下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是A.0.5B.1C.1.5D.2,答案,解析,则0.5R2，,因为50%，所以R1，综上可得1R2，A、B、D错误，C正确.,命题点三电源和电阻UI图象的比较,两种图线的比较,例4如图8所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则A.R1接在电源上时，电源的效率高B.R2接在电源上时，电源的效率高C.R1接在电源上时，电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大,答案,解析,图8,解析UI图象中图线与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，UI图象中图线斜率的大小表示内阻，故电动势E1E2，发生短路时的电流I1I2，内阻r1r2，故选项A、B、C错误；根据UEIr可知，当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的内阻大，路端电压变化大，故选项D正确.,变式6(2017绍兴一中期末)如图9为两个闭合电路中两个不同电源的UI图象，下列判断正确的是A.电动势E1E2，发生短路时的电流I1I2B.电动势E1E2，内阻r1r2C.电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大,答案,图9,解析,变式7如图10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A.4W,8WB.2W,4WC.2W,3WD.4W,6W,答案,解析,图10,解析用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI22W4W，电源的总功率是EI32W6W，选项D正确.,变式8如图11所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线.如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有A.R接到a电源上，电源的效率较高B.R接到b电源上，电源的输出功率较大C.R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D.R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高,答案,解析,图11,解析由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率100%，内阻越大，效率越低，故R接到a电源上电源效率低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，故R接到a电源上电源的输出功率大，故C正确.,课时作业,1.闭合电路欧姆定律的下列叙述中正确的是A.EIRIr适用于所有电路B.I仅适用于外电路是纯电阻电路C.EU外U内仅适用于纯电阻电路D.电源的电动势数值上等于电源两极间的电压,答案,解析,解析EIRIr和I仅适用于外电路是纯电阻电路，选项A错误，B正确；EU外U内对任何电路都适用，选项C错误；电源的电动势数值上等于外电路断开时电源两极间的电压，选项D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,2.有两个阻值都为R的电阻，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为则该电源的内阻是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,3.(2016衢州市模拟)太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给路灯供电，安全节能无污染，已被广泛采用.如图1所示，是某地使用的太阳能路灯和它的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为A.7.58B.6.03C.6.23D.7.35,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图1,解析,解析电池板的开路电压等于电池板的电动势，则该电池板的电动势为E43V由题图知，短路电流为I短5.85A根据闭合电路欧姆定律得：电池板的内阻,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,4.在如图2所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电阻R1和滑动变阻器R2串联，将R2的滑片P向右移动至最右端时，下列说法正确的是A.电源内消耗的功率最小B.电阻R1消耗的功率最小C.电路的外电阻最小D.电源的内电压最小,图2,解析将R2的滑片P向右移动至最右端时，R2被短路，电路的外电阻最小，总电阻最小，由闭合电路欧姆定律可得电路中电流最大，则内电压最大，根据PI2R可知，电阻R1消耗的功率最大，电源内消耗的功率也最大，故C正确，A、B、D错误.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.P1EIB.P2U2IC.U1EIrD.U2IR,5.如图3所示，一个电阻R和一个电动机M(内阻也为R)串联接在电动势为E、内电阻为r的直流电源上，电路中的电流为I，电动机正常转动，电阻R两端的电压为U1，电功率为P1，电动机两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是,图3,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析电流表有示数，说明电路故障不可能是断路；电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，所以是L2短路.,6.如图4所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是A.L1断路B.L1短路C.L2断路D.L2短路,图4,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,7.某电源电动势为E，内阻为r.根据路端电压与电流的关系式UEIr，作出U与I的函数图象如图5所示.下列说法正确的是A.图线斜率的绝对值表示内阻的大小B.电源短路的状态对应于图中的P点C.电动势越大，P点位置越接近坐标原点D.外电路断开的状态对应于图中的Q点,解析UI图象中，由UEIr知，图线为一条直线，纵截距为电源电动势，横截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故选A.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图5,8.把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,根据题意，若使P甲P乙，,9.如图6所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，关于理想电流表A和理想电压表V的示数变化叙述正确的是A.电流表A示数变大，电压表V示数变大B.电流表A示数变大，电压表V示数变小C.电流表A示数变小，电压表V示数变大D.电流表A示数变小，电压表V示数变小,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图6,解析,解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的有效电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流变小，则电流表A示数变小.根据闭合电路欧姆定律可知：电压表V示数UEI(R1r)，I变小，则U变大，故A、B、D错误，C正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,10.如图7所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表、的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光.如果故障只有一个，则可能是A.L1短路B.L1断路C.L2短路D.L2断路,图7,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,11.用如图8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A.电源电动势的测量值为1.40VB.电源内阻的测量值为3.50C.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0.30A,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图8,12.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图9所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为,图9,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,13.(2016温州市期末)如图10所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0，电路中的电阻R为1.5，小型直流电动机M的内阻为0.5，闭合开关S后，电动机正常转动时，理想电流表的示数为2.0A.则以下说法中正确的是A.电动机的输出功率为14.0WB.电源输出的电功率为20.0WC.电动机产生的热功率为4.0WD.电动机两端的电压为5.0V,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图10,14.(2017金华市9月十校联考)电动自行车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数.根据表中数据可以得出(取g10m/s2),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.电动机在正常工作时的输入功率为4