高考物理一轮总复习 第七章 恒定电流 第22讲 电路 闭合电路的欧姆定律课件.ppt

恒定电流 第七章 第22讲电路闭合电路的欧姆定律 栏目导航 1 串 并联电路的特点 1 特点对比 考点电路闭合电路的欧姆定律 i1 i2 in i1 i2 in u1 u2 un u1 u2 un r1 r2 rn 2 几个常用的推论 串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻 并联电路的总电阻 其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 无论电阻怎样连接 每一段电路的总耗电功率p总是等于各个电阻耗电功率之和 无论电路是串联还是并联 电路中任意一个电阻变大时 电路的总电阻变大 大于 小于 把其他形式的能转化成电势能 正比 反比 ir 增大 e 1 判断正误 1 电动势为矢量 其方向由电源负极指向正极 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 闭合电路中电流越大 路端电压越大 4 在闭合电路中 外电阻越大 电源的输出功率越大 5 电路中某电阻大 该电阻的功率不一定大 6 电源的输出功率越大 电源的效率越高 2 多选 电路的串 并联 一个t形电路如图所示 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 a 当cd端短路时 a b之间的等效电阻是40 b 当ab端短路时 c d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 ac 3 闭合电路欧姆定律 2013年12月2日 我国嫦娥三号探月卫星在西昌卫星发射中心发射 嫦娥三号卫星的太阳能电池依靠光伏效应设计 可将太阳能转化为电能并储存起来 已知太阳能电池板的开路电压为800mv 短路电流为40ma 现将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路 下列说法不正确的是 a 电池板的电动势为800mvb 电池板的内电阻为20 c 闭合电路的路端电压为800mvd 闭合电路的路端电压为400mv c 一闭合电路的功率及效率问题 3 变化电阻的功率的最大值利用等效思想 把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r 则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率 即当r变 r 时 p变有最大值 答案 1 10 1 6w 2 05 12w80 3 不能理由见解析 二电路的动态分析 例2 如图所示电路 电源内阻不可忽略 开关s闭合后 在变阻器r0的滑动端向下滑动的过程中 a 电压表与电流表的示数都减小b 电压表与电流表的示数都增大c 电压表的示数增大 电流表的示数减小d 电压表的示数减小 电流表的示数增大 a 1 电容器的简化处理 简化电路时可以把电容器所处电路作为断路 简化电路时可以去掉 求电荷量时在相应位置再补上 2 电阻的简化处理 电路稳定后 与电容器同支路的电阻相当于导线 3 电荷变化量的计算 电路中电流 电压的变化可能会引起电容器的充 放电 若电容器两端电压升高 电容器将充电 若电压降低 电容器将通过与它连接的电路放电 可由 q c u计算电容器上电荷量的变化 三含电容器电路的分析 4 直流电路中的电容和电阻 在直流电路中 如果串联或并联了电容器应该注意 在与电容器串联的电路中没有电流 所以电阻不起降压作用 但电容器两端可能出现电势差 如果电容器与电源并联 电路中有电流通过 电容器两端的充电电压不是电源电动势 而是路端电压u 5 电容器的极性判断 在含电容器电路中 当电路发生变化时 除了要判断和计算电容器两端的电压外 还必须要判断电容器极板上极性的变化 防止出现电容器先放电后反向充电的现象 电容器所带电量变化值的计算方法在计算电容器所带电荷量的变化时 如果变化前后极板所带电荷的电性相同 那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差 如果变化前后极板带电的电性相反 那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和 bc 四两种u i图线的比较及应用 分析u i图象的一般思路 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 例4 2017 上海徐汇模拟 图甲为某元件的u i特性曲线 把它连成图乙所示电路 已知电源电动势e 5v 内阻r 1 0 定值电阻r0 4 闭合电键s后 求 1 该元件的电功率 2 电源的输出功率 思维导引 1 根据欧姆定律写出r两端的电压u与电流i的关系式 2 画出u i图象 3 两图象交点表示什么 解析 设非线性元件的电压为u 电流为i 由欧姆定律得 u e i r0 r 代入数据得u 5 5i画出u e ir 5 5i图线 如图所示 两图线交点坐标为 0 4a 3 0v 1 该元件的电功率pr ui 3 0 0 4w 1 2w 2 电源的输出功率p pr0 pr i2r0 pr 0 42 4w 1 2w 1 84w 答案 1 1 2w 2 1 84w 1 故障特点 断路特点 表现为路端电压不为零而电流为零 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用电器或电阻两端电压为零 五电路故障的分析与判断 2 检查方法 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 或并联路段短路 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 在运用电流表检测时 一定要注意电流表的极性和量程 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 在运用欧姆表检测时 电路一定要切断电源 假设法 将整个电路划分为若干部分 然后逐一假设某部分电路发生某种故障 运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理 例5 2016 吉林长春诊断 如下图是某同学连接的实验实物图 a b灯都不亮 他采用下列两种方法进行故障检查 1 应用多用电表的直流挡进行检查 选择开关置于10v挡 该同学测试结果如表1所示 在测试a b间直流电压时 红表笔应接触 填a或b 根据测试结果 可判定故障是 a 灯a短路b 灯b短路c cd段断路d df段断路 a d 2 多选 将开关断开 再选择欧姆挡测试 测量结果如表2所示 那么检查出的故障是 a 灯a断路b 灯b短路c 灯a b都断路d d e间导线断路 思维导引 1 表笔接高电势点 由图知a点电势 2 电压表有示数说明什么 电压表无示数说明什么 bd 红 高 解析 1 应用多用电表判断电路故障 首先要正确使用多用电表 对多用电表而言 电流应从红表笔流入该表内 由题图能看出a点电势高于b点电势 知红表笔应接触a 由表1条件可知 d f间有示数 则d c a 干电池 b f间无断路 故d f段断路 选项d正确 若灯a短路或灯b短路 不会造成a b灯都不亮 选项a b错误 若cd段断路 则d f间不会有示数 选项c错误 2 由表2可知 c d间有一定的电阻但不是很大 灯a既不短路也不断路 选项a c错误 d e间存在很大电阻 表明d e间导线断路 选项d正确 e f间电阻为零 则灯b短路 选项b正确 思维导引 2 并联路段之外无断路或并联路段内无短路并联路段有断路或并联路段内有短路 1 一个直流电路如图所示 则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 c acd 3 如图所示的电路中 电源的电动势为6v 当开关s接通后 灯泡l1 l2都不亮 用电压表测得各部分的电压是uab 6v uad 0v ucd 6v 由此可判定 a l1和l2的灯丝都烧断了b l1的灯丝烧断了c l2的灯丝烧断了d 变阻器r断路解析 由uab 6v可知 电源完好 灯泡都不亮 说明电路中出现断路故障 且在a b之间 由ucd 6v可知 灯泡l1与滑动变阻器r是接通的 断路故障出现在c d之间 故灯l2断路 c正确 c 答题送检 来自阅卷名师报告 答案 a 1 多选 2017 宁夏银川质检 在如图所示的电路中 电源电动势e和内阻r均为定值 当外电路电阻r发生变化时 回路电流i 路端电压u 内电压u 都将随之发生变化 下列图象能正确表示其变化规律的是 ab 2 多选 2017 江西上饶调研 在电学探究实验课中 某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路 并用于测定定值电阻r0 电源的电动势e和内电阻r 调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时 一个同学记录了电流表a和电压表v1的测量数据 另一同学记录的是电流表a和电压表v2的测量数据 根据所得数据描绘了如图乙所示的两条u i直线 则有 bd a 图象中的图线b是电压表v1的测量值所对应的图线b 由图象可以得出电源电动势和内阻分别是e 1 50v r 1 0 c 图象中两直线的交点表示定值电阻r0上消耗的功率为0 75wd 由图象中两直线的交点可知此时对应的滑动变阻器电阻r 0解析 图线a是由路端电压与干路电流的数据所描绘的 图线b是r0的u i图线且u2 ir0 所以a错误 由a图线得 电源内阻r 1 0 电源电动势e 1 5