高考物理大一轮复习 8.2电路 闭合电路的欧姆定律课件.ppt

第2课时电路闭合电路的欧姆定律 知识梳理 知识点一 电阻的串 并联串 并联电路的特点 i1 i2 in u1 u2 un 其它形式 电势能 把其它形式的能转 化成电势能 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 内阻 正比 反比 u外 ir 2 路端电压与外电阻的关系 增大 e 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 1 电动势的方向即为电源内部电流的方向 由电源负极指向正极 电动势为矢量 2 电源的重要参数是电动势和内阻 电动势由电源中非静电力的特性决定 与电源的体积无关 与外电路无关 3 闭合电路中外电阻越大 路端电压越大 4 外电阻越大 电源的输出功率越大 5 电源的输出功率越大 电源的效率越高 答案 1 2 3 4 5 题组自测 题组一对电动势概念的理解1 双选 关于电源的电动势 下面叙述正确的是 a 同一电源接入不同电路 电动势会发生变化b 电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压c 电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小d 在外电路接通时 电源的电动势等于内 外电路上的电压之和 解析同一电源接入不同电路 电动势不会发生变化 选项a错误 电源的电动势等于内 外电路上的电压之和 所以闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压 即外电路上的电压 要小于电源的电动势 选项b错误 c d正确 答案cd 题组二闭合电路欧姆定律的理解及应用3 将一电源电动势为e 内电阻为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 e ir可知 电源输出电压随输出电流i的增大而减小d 由p iu可知 电源的输出功率p随输出电流i的增大而增大 4 某电路如图1所示 已知电池组的总内阻r 1 外电路电阻r 5 理想电压表的示数u 3 0v 则电池组的电动势e等于 图1a 3 0vb 3 6vc 4 0vd 4 2v 题组三电路的串 并联特点5 电阻r1与r2并联在电路中 通过r1与r2的电流之比为1 2 则当r1与r2串联后接入电路中时 r1与r2两端电压之比u1 u2为 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1 解析根据串 并联电路的特点 r1与r2的比值为2 1 当串联接入电路中时 电压之比等于电阻之比 选项b正确 答案b 6 双选 一个t形电路如图2所示 电路中的电阻r1 10 r2 120 r3 40 另有一测试电源 电动势为100v 内阻忽略不计 则 图2 a 当cd端短路时 ab之间的等效电阻是40 b 当ab端短路时 cd之间的等效电阻是40 c 当ab两端接通测试电源时 cd两端的电压为80vd 当cd两端接通测试电源时 ab两端的电压为80v 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 图3 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 例1 双选 如图4所示的电路 l1 l2 l3是3只小电灯 r是滑动变阻器 开始时 它的滑片p位于中点位置 当s闭合时 3只小电灯都发光 现使滑动变阻器的滑片p向右移动时 则小电灯l1 l2 l3的变化情况 图4a l1变亮b l2变亮c l3变暗d l1 l2 l3均变亮 分析此类问题要注意以下三点 1 两个公式 闭合电路欧姆定律e u ir e r不变 和部分电路欧姆定律u ir联合使用 2 两个关系 外电压等于外电路上串联各分电压之和 总电流等于各支路电流之和 3 一个思路 变式训练 1 在如图5所示的电路中 电源电动势为e 内电阻为r 电流表和电压表均为理想电表 当滑动变阻器r3的滑片p向b端移动时 图5 a 电压表示数变大 电流表示数变小b 电压表示数变小 电流表示数变大c 电压表示数变大 电流表示数变大d 电压表示数变小 电流表示数变小 解析首先将电压表 电流表理想化处理 简化电路 r2与r3并联后与r1和r4串联 当滑片p向b端移动时 r3阻值变小 r2 r3并联部分总电阻变小 根据串联分压原理 r1和r4及内电阻上电压增大 r2 r3并联部分电压变小 由此可得 外电路上总电压变小 电压表示数变小 r2上电流变小 干路总电流变大 因此r3上电流变大 电流表示数变大 答案b 当r r时 随着r的增大输出功率越来越大 图6 当p出 pm时 每个输出功率对应两个可能的外电阻r1和r2 且r1r2 r2 p出与r的关系如图6所示 例2 如图7所示 电源电动势e 12v 内阻r 3 r0 1 直流电动机内阻r0 1 当调节滑动变阻器r1时可使甲电路输出功率最大 调节r2时可使乙电路输出功率最大 且此时电动机刚好正常工作 额定输出功率为p0 2w 则r1和r2的值分别为 图7a 2 2 b 2 1 5 c 1 5 1 5 d 1 5 2 变式训练 2 在研究微型电动机的性能时 应用如图8所示的实验电路 当调节滑动变阻器r使电动机停止转动时 电流表和电压表的示数分别为0 5a和2 0v 重新调节r使电动机恢复正常运转 此时电流表和电压表的示数分别为2 0a和24 0v 则这台电动机正常运转时输出功率为 图8a 32wb 44wc 47wd 48w 解析电动机不转时相当于一个纯电阻 根据通过电动机的电流为0 5a 电压为2v 可算出电动机内阻为4 正常工作时 电动机消耗功率p ui 48w 内阻发热消耗功率p热 i2r 16w 则输出功率为p出 p p热 32w 答案a 考点三电源的u i图象的应用 图9 例3 双选 如图10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10 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 u i图象的一般分析思路 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 双选 如图11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11 a 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 解析由于电源的路端电压与电流的关系曲线 和电阻r的u i图线 都为直线 所以电源的路端电压与电流的关系图线 的斜率的绝对值等于电源内阻 r 1 5 电阻r的u i图线 的斜率等于电阻r的阻值 r 1 5 选项a正确 b错误 电源的路端电压与电流的关系图线和电阻r的u i图线交点纵 横坐标的乘积表示电源的输出功率 电源的输出功率为p ui 1 5 1 0w 1 5w 选项c错误 由ei p pr解得电源内部消耗的功率为pr ei p 3 0 1 0w 1 5w 1 5w 选项d正确 答案ad 考点四含电容器电路的分析方法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 例4 2014 天津卷 2 如图12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