高三物理一轮复习：闭合电路的欧姆定律.ppt

第2讲电路闭合电路的欧姆定律 多选 一个T形电路如图7 2 1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 电阻的串联与并联 考纲要求 思维驱动 图7 2 1 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 图 1 图 2 答案AC 串 并联电路的特点 知识存盘 单选 有关电压与电动势的说法中正确的是 A 电压与电动势的单位都是伏特 所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B 电动势就是电源两极间的电压 电源的电动势和内阻 考纲要求 思维驱动 D 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 答案D 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 知识存盘 1 电动势 其它形式 电势能 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 把其它形式的能 内阻 转化成电势能 单选 神舟八号 与 天宫一号 的成功对接 使中国空间站建设迈出了坚实的一步 飞行器在太空飞行 主要靠太阳能电池提供能量 若一太阳能电池板 测得它的开路电压为800mV 短路电流为40mA 若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路 则它的路端电压是 A 0 10VB 0 20VC 0 30VD 0 40V 闭合电路的欧姆定律 考纲要求 思维驱动 答案D 知识存盘 U外 U内 电源内部 内电压 电源外部 外电压 或路端电压 2 闭合电路的欧姆定律 1 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成 跟内 外电路的电阻之和成 正比 反比 3 路端电压与外电阻的关系 负载R增大 I减小 U内 U外 外电路断路时 R 无穷 I 0 U外 E 负载R减小 I增大 U内 U外 外电路短路时 R 0 I U内 E U外 U内 减小 增大 增大 减小 4 U I关系图 由U E Ir可知 路端电压随着电路中电流的增大而 U I关系图线如图7 2 2所示 当电路断路即I 0时 纵坐标的截距为 当外电路电压为U 0时 横坐标的截距为 图线的斜率的绝对值为电源的 图7 2 2 减小 电动势 短路电流 内阻 判定总电阻变化情况的规律 记一记 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 考点一电路的动态分析 3 在如图7 2 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7 2 3 典例1 单选 在如图7 2 4所示的电路中 当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时 A 电压表示数变大 电流表示数变小 图7 2 4 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R3的滑动触头向下滑动 所以R3接入电路的阻值变大 导致并联电路的阻值变大 电路的总电阻变大 干路电流变小 并联电路的电阻变大 则并联电路的分压增大 即R2 R4串联电路的电压变大 所以流过这一支路的电流变大 由于干路电流变小 所以电流表的示数变小 因为R2 R4串联电路的电压变大 使得R2两端分压变大 电压表示数变大 本题答案为A 答案A 变式跟踪1 多选 如图7 2 5所示 电源电动势为E 内阻为r 不计电压表和电流表内阻对电路的影响 当电键闭合后 两小灯泡均能发光 在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中 下列说法正确的是 图7 2 5 A 小灯泡L1 L2均变暗B 小灯泡L1变亮 小灯泡L2变暗C 电流表A的读数变小 电压表V的读数变大D 电流表A的读数变大 电压表V的读数变小 解析滑动触片向右滑动的过程中 滑动变阻器接入电路部分的阻值变大 电路中的总电阻变大 总电流变小 路端电压变大 故电流表A的读数变小 电压表V的读数变大 小灯泡L2变暗 L1两端电压变大 小灯泡L1变亮 B C正确 答案BC 1 电路的动态分析问题 是指由于断开或闭合开关 滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化 某处电路变化又引起其他电路的一系列变化 2 电路动态分析的一般步骤 1 明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化 2 由局部R的变化 确定R总的变化 借题发挥 4 由U内 I总r 确定U内的变化 5 由U外 E U内 确定U外的变化 6 由U IR 确定干路上定值电阻两端的电压变化 再确定各支路电压 电流的变化 典例2 如图7 2 6所示 已知电源电动势E 5V 内阻r 2 定值电阻R1 0 5 滑动变阻器R2的阻值范围为0 10 求 考点二闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率 图7 2 6 1 当滑动变阻器R2的阻值为多大时 电阻R1消耗的功率最大 最大功率是多少 2 当滑动变阻器的阻值为多大时 滑动变阻器消耗的功率最大 最大功率是多少 3 当滑动变阻器的阻值为多大时 电源的输出功率最大 最大功率是多少 答案 1 R2 0时 R1消耗的功率最大 为2W 2 R2 2 5 时 滑动变阻器消耗的功率最大 为2 5W 3 R2 1 5 时 电源的输出功率最大 为3 125W 变式跟踪2 多选 如图7 2 7所示电路 电源电动势为E 串联的固定电阻为R2 滑动变阻器的总电阻为R1 电阻大小关系为R1 R2 r 则在滑动触头从a端移动到b端的过程中 下列描述中正确的是 图7 2 7 A 电路中的总电流先减小后增大B 电路的路端电压先增大后减小C 电源的输出功率先增大后减小D 滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大 解析在滑动触头从a端移动到b端的过程中 R1接入电路的电阻 实际上是RaP与RbP的并联电阻 先增大后减小 所以电路中的总电流先减小后增大 电路的路端电压先增大后减小 A B正确 题中R外总大于电源内阻 外电路电阻R外越接近电源内阻 电源输出功率越大 滑动触头从a端移动到b端的过程中 R1接入电路的电阻先增大后减小 电源的输出功率先减小后增大 C错误 将R2 r视为电源内阻 在滑动触头从a端移动到b端的过程中 外电阻R1接入电路的电阻先增大后减小 滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小 D错误 答案AB 1 电源的总功率 任意电路 P总 EI U外I U内I P出 P内 借题发挥 1 电源的功率 当R r时 随着R的增大 输出功率越来越小 当R r时 随着R的增大 输出功率越来越大 P出 Pm时 每个输出功率对应两个不同的外电阻R1和R2 且满足R1R2 r2 1 定值电阻 求解定值电阻消耗的最大功率时 根据P I2R可知 只要电流最大即可 2 可变电阻 求解可变电阻消耗的最大功率时 不能套用上述方法 因为电流随电阻的变化而变化 此时 可以利用电源的输出功率与外电阻的关系进行求解 2 讨论 分析电阻消耗功率大小的方法 典例3 图7 2 8甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线 由图可知 两者不成线性关系 这是由于 如图乙所示 将这个电灯与20 的定值电阻R串联 接在电动势为8V的电源上 则电灯的实际功率为 W 不计电流表电阻和电源内阻 考点三电源的U I图象的应用 图7 2 8 解析随着电压的增大 电灯变亮 灯丝温度升高 电阻率变大 电阻变大 所以电灯两端的电压与通过它的电流不成线性关系 根据闭合电路欧姆定律可知 E UL IR 丙 代入数据得到 8 UL 20I在甲图中画出此方程的图线 如图丙所示 该图线与原图线的交点为此电路对应电灯中的电流和电压值 由图丙即可读出此电路中电灯两端的电压U 2V 电流I 0 3A 所以电灯的实际功率为P UI 0 6W 答案随着电压的增大 电灯变亮 灯丝温度升高 电阻率变大 电阻变大0 6 变式跟踪3 多选 如图7 2 10所示为两电源的U I图象 则下列说法正确的是 A 电源 的电动势和内阻均比电源 大B 当外接同样的电阻时 两电源的输出功率可能相等 图7 2 10 C 当外接同样的电阻时 两电源的效率可能相等D 不论外接多大的相同电阻 电源 的输出功率总比电源 的输出功率大 解析图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势 图线斜率的绝对值等于电源的内阻 因此A正确 作外接电阻R的伏安特性曲线分别交电源 的伏安特性曲线于S1 S2两点 如图所示 交点横 纵坐 答案AD 利用电源的U I图线求解有关的问题需明确以下几点 1 根据U E Ir可知 电源的U I图线是如图7 2 9所示的一条倾斜的直线 1 直线斜率的绝对值表示电源的电阻r 纵轴的截距为电源电动势E 借题发挥 图7 2 9 2 直线上任何一点A与原点O的连线的斜率表示对应的外电路电阻R 3 图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率 对于图中的A点有PA UAIA 2 对于U I图线中纵坐标 U 不从零开始的情况 图线与横坐标的交点坐标小于短路电流 但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻 典例4 多选 如图7 2 11所示的电路中 电源电动势E 3V 内电阻r 1 定值电阻R1 3 R2 2 电容器的电容C 100 F 则下列说法正确的是 考点四含电容器电路的分析与计算 图7 2 11 A 闭合开关S 电路稳定后电容器两端的电压为1 5VB 闭合开关S 电路稳定后电容器所带电荷量为3 0 10 4CC 闭合开关S 电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1 5 10 4CD 先闭合开关S 电路稳定后断开开关S 通过电阻R1的电荷量为3 0 10 4C 答案AC 变式跟踪4 多选 2013 南京调研 如图7 2 12所示 R是光敏电阻 当它受到的光照强度增大时 A 灯泡L变暗B 光敏电阻R上的电压增大C 电压表V的读数减小D 电容器C的带电荷量增大 图7 2 12 答案CD 求解含电容器电路的方法1 电路的简化 不分析电容器的充 放电过程时 把电容器处的电路视为断路 简化电路时可以去掉 求电荷量时再在相应位置补上 2 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 但电容器两端可能出现电势差 3 电压变化带来的电容器带电荷量的变化 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 以题说法 方法指导直流电路的动态变化分析方法 1 程序法 基本思想是 部分 整体 部分 思维流程如下 解题技法4直流电路动态变化的分析方法 2 串反并同 法所谓 串反 即某一电阻增大 减小 时 与它串联或间接串联的电阻中的电流 两端电压都减小 增大 所谓 并同 即某一电阻增大 减小 时 与它并联或间接并联的电阻中的电流 两端电压都增大 减小 3 极端法 因滑动变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题 可以将滑动变阻器的滑片分别移动到两个极端去讨论 此时要注意是否出现极值情况 即变化是否单调 4 特殊值法 对于某些特殊电路问题 可以采取代入特殊值的方法去判定 从而得出结论 5 内外增减恒定法 要注意两点 第一是通过闭合电路欧姆定律可知电路中各个元件的电压之和一定等于电源电动势 即E U内 U外 第二是路端电压与干路电流的关系 即U E Ir 外电路电压的变化量与电流变化量的绝对值之比一定等于电源内阻值 且不变 易失分点直流电路的动态变化分析容易出现以下错误 1 分析电阻的结构时出现错误 如没有真正明确元件的串联 并联关系 2 不明确电压表 电流表测量的是哪一部分的电压和电流 A 的读数变大 的读数变小B 的读数变大 的读数变大C 的读数变小 的读数变小D 的读数变小 的读数变大 典例 单选 2011 海南卷 2 如图7 2 13所示 E为内阻不能忽略的电池 R1 R2 R3为定值电阻 S0 S为开关 与分别为电压表和电流表 初始时S0与S均闭合 现将S断开 则 答案B 预测 多选 在如图7 2 14所示的电路中 C为一平行板电容器 闭合开关S 给电容器充电 当电路中电流稳定之后 下列说法正确的是 图7 2 14 A 保持开关S闭合 把滑动变阻器R1的滑片向上滑动 电流表的示数变大 电压表的示数变大B 保持开关S闭合 不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动 都有电流流过R2C 保持开关S闭合 将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中 R2中有由b到a的电流D 断开开关S 若此时刚好有一带电油滴P静止在两平行板电容器之间 将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中 油滴将向上运动 答案AD 一 电路的动态分析1 单选 在如图7 2 15所示的电路中 电源内阻不可忽略 若调整可变电阻R的阻值 可使电压表的示数减小 U 电压表为理想电表 在这个过程中 图7 2 15 A 通过R1的电流减小 减少量一定等于 U R1B R2两端的电压增加 增加量一定等于 UC 路端电压减小 减少量一定等于 UD 通过R2的电流增加 但增加量一定大于 U R2 解析由串反并同结论可知 当R减小时并联部分电压减小 电压表示数减小 与其并联的R1的电流也减小 与其串联的电阻R2的电压增大 由欧姆定律得R1两端电压减小 U IR1 则A对 由闭合电路欧姆定律知E U Ir 电阻R2与r电压共增加了 U B C错 通过R2的电流增加 增加量一定小于 U R2 D错 答案A 2 多选 2012 上海卷 17 直流电路如图7 2 16所示 在滑动变阻器的滑片P向右移动时 电源的 A 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 图7 2 16 答案ABC 二 电源的功率及U I图象3 单选 如图7 2 17所示 直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象 直线B为电源b的路端电压