【步步高】高考物理大一轮 第七章 第3课时 闭合电路欧姆定律 新人教版选修31.doc

第3课时闭合电路欧姆定律导学目标 1.理解闭合电路欧姆定律的内容，并能进行电路动态分析及电路的相关计算.2.能利用ui图象进行分析并计算一、电源的电动势基础导引关于电源的电动势，判断下面说法的正误：(1)电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压()(2)同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化()(3)电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量()(4)在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大()知识梳理1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.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4电动势是_量，需注意电动势不是电压二、闭合电路欧姆定律基础导引如图1所示电路中，电源的电动势e9 v、内阻r3 ，r15 . 下列说法中正确的是 ()a当s断开时，uac9 v图1b当s闭合时，uac9 vc当s闭合时，uab7.5 v，ubc0d当s断开时，uab0，ubc0知识梳理闭合电路欧姆定律(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_(2)公式(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)，i0，u外e.负载r减小i增大u内_u外_外电路短路时(r0)，i_，u内e.(4)ui关系图：由ueir可知，路端电压随着电路中电流的增大而_；ui关系图线如图2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_图2 ：对于ui图线中纵坐标(u)不从零开始的情况，直线的斜率的意义是否变化？考点一电路的动态分析考点解读电路的动态分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对串并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推理能力典例剖析图3例1(2011北京理综17)如图3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，电流表的示数增大思维突破电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化r的变化u端的变化固定支路.(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大跟踪训练1在如图4所示电路中，当滑动变阻器滑片p向下移动时，则 ()图4aa灯变亮、b灯变亮、c灯变亮ba灯变亮、b灯变亮、c灯变暗ca灯变亮、b灯变暗、c灯变暗da灯变亮、b灯变暗、c灯变亮考点二电路中的有关功率及效率考点解读1电源的总功率(1)任意电路：p总eiu外iu内ip出p内(2)纯电阻电路：p总i2(rr).2电源内部消耗的功率：p内i2ru内ip总p出3电源的输出功率(1)任意电路：p出uieii2rp总p内(2)纯电阻电路：p出i2r.(3)输出功率随r的变化关系当rr时，电源的输出功率最大为pm.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r1r2r2.p出与r的关系如图5所示图54电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%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，效率仅为50%.特别提醒1.当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当r时，100%，但此时p出0，无实际意义2对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据pi2r来判断，与输出功率大小的判断方法不同典例剖析图6例2在如图6所示的电路中，r12 ，r2r34 ，当开关s接a时，r2上消耗的电功率为4 w，当开关s接b时，电压表示数为 4.5 v，试求：(1)开关s接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关s接b时，电源的电动势和内电阻；(3)当开关s接c时，通过r2的电流思维突破对于直流电路的分析与计算，要熟练掌握串、并联电路的特点，知道这两种电路的电压、电流及电功率的分配关系，并能把较为复杂的电路化为简单、直观的串、并联关系跟踪训练2如图7中电源的电动势为6 v，内阻为1 ，r1为2 ，r2全阻值为3 ，下列说法错误的是 ()图7a当r2为1 时，r1消耗的功率最大b通过改变r2的阻值，路端电压的最大值为5 v，最小值为4 vcr2的阻值越小，r1消耗的功率越大d当r2的阻值为3 时，r2消耗的功率最大考点三涉及ui图象的功率计算考点解读两种图线的比较：图象上的特征物理意义电源ui图象电阻ui图象图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势e，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积ui表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的u、i比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率内电阻r的相反数r表示电阻大小典例剖析例3如图8所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是 ()图8a电源的电动势为50 vb电源的内阻为 c电流为2.5 a时，外电路的电阻为15 d输出功率为120 w时，输出电压是30 v思维突破在解决此类图象问题时，(1)要明确纵横坐标的物理意义(2)要明确图象的截距、斜率，包围面积的物理意义(3)根据物理规律写出反映纵横坐标物理量的关系式(4)充分挖掘图象所隐含的条件跟踪训练3用标有“6 v3 w”的灯泡l1、“6 v6 w”的灯泡l2与理想电压表和理想电流表连接成如图9甲所示的实验电路，其中电源电动势e9 v图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线当其中一个灯泡正常发光时()图9a电流表的示数为1 a b电压表的示数约为6 vc电路输出功率为4 w d电源内阻为2 21.含电容器电路的分析方法图10例4如图10所示的电路中，r1、r2、r3是固定电阻，r4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小当开关s闭 合且没有光照射时，电容器c不带电当用强光照射r4且电路稳定时，则与无光照射时比较 ()a电容器c的上极板带正电b电容器c的下极板带正电c通过r4的电流变小，电源的路端电压增大d通过r4的电流变大，电源提供的总功率变小方法提炼含电容器电路的分析方法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处补上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4含电容器电路的处理方法：如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源电动势e，而是路端电压u.图11跟踪训练4如图11所示的电路中，电源的电动势为e、内电阻为r，闭合开关s，待电流达到稳定后，电流表示数为i，电压表示 数为u，电容器c所带电荷量为q.将滑动变阻器的滑动触头p从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与p移动 前相比 ()au变小 bi变小 cq不变 dq减小a组电路的动态分析1如图12所示，电源的电动势为e，内电阻为r，两电表均可看做是理想电表闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动，在此过程中 ()图12a小灯泡l1、l2均变暗b小灯泡l1变暗，l2变亮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2如图13所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片p向右端移动时，下面说法中正确的是 ()a电压表v1的读数减小，电流表a1的读数增大图13b电压表v1的读数增大，电流表a1的读数减小c电压表v2的读数减小，电流表a2的读数增大d电压表v2的读数增大，电流表a2的读数减小b组闭合电路中电功率的分析与计算3某同学将一直流电源的总功率pe、输出功率pr和电源内部的发热功率pr随电流i变化的图线画在同一坐标系内，如图14 所示，根据图线可知 ()a反映pr变化的图线是c图14b电源电动势为8 vc电源内阻为2 d当电流为0.5 a时，外电路的电阻为6 4一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为u，额定电流为i，线圈电阻为r，将它接在电动势为e，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则 ()a电动机消耗的总功率为uib电动机消耗的热功率为c电源的输出功率为eid电源的效率为1c组含电容器电路的分析与计算图155如图15所示，电源两端电压为u10 v保持不变，r14.0 ，r26.0 ，c1c230 f.先闭合开关s，待电路稳定后，再将s断 开，则s断开后，通过r1的电荷量为 ()a4.2104 cb1.2104 cc4.8104 cd3.0104 c图166如图16所示，两个相同的平行板电容器c1、c2用导线相连，开始都不带电现将开关s闭合给两个电容器充电，待充电平衡后，电容器c1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态再将开关s断开，把电容器c2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列判断正确的是 ()a电容器c1两板间电压减小b电容器c2两板间电压增大c带电微粒将加速上升d电容器c1所带电荷量增大d组ui图象的理解与应用7如图17所示为两电源的ui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17c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8如图18所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是 ()图18a阴影部分的面积表示电源输出功率b阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率c当满足时，电源效率最高d当满足时，电源效率小于50%课时规范训练(限时：30分钟)1下列关于电源电动势的说法中正确的是 ()a在某电源的电路中，每通过2 c的电荷量，电源提供的电能是4 j，那么这个电源的电动势是0.5 vb电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大c无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变d电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多2两个相同的电阻r，当它们串联后接在电动势为e的电源上，通过一个电阻的电流为i；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为i，则电源的内阻为 ()a4r br c. d无法计算图13将三个不同的电源的ui图线画在同一坐标中，如图1所示，其中1和2平行，它们的电动势分别为e1、e2、e3，它们的内 阻分别为r1、r2、r3，则下列关系正确的是 ()ar1r2r2r3ce1e2e3 de1e2e3图24在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设e、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率p随外电阻r变化的规律如图2所示，则 ()a当rr时，电源有最大的输出功率b当rr时，电源的效率50%c电源的功率p随外电阻r的增大而增大d电源的效率随外电阻r的增大而增大5(2010上海单科5)在如图3所示的闭合电路中，当滑片p向右移动时，两电表读数的变化是 ()a.变大，变大图3b.变小，变大c.变大，变小d.变小，变小图46(2010安徽18)如图4所示，m、n是平行板电容器的两个极板，r0为定值电阻，r1、r2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合开关s，小球静止时受到悬线的拉力为f.调节r1、r2，关于f的大小判断正确的是 ()a保持r1不变，缓慢增大r2时，f将变大b保持r1不变，缓慢增大r2时，f将变小c保持r2不变，缓慢增大r1时，f将变大d保持r2不变，缓慢增大r1时，f将变小7. (2011上海单科12)如图5所示电路中，闭合电键s，当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时， ()a电压表v读数先变大后变小，电流表a读数变大图5b电压表v读数先变小后变大，电流表a读数变小c电压表v读数先变大后变小，电流表a读数先变小后变大d电压表v读数先变小后变大，电流表a读数先变大后变小8如图6所示，电源的电动势和内阻分别为e、r，在滑动变阻器的滑片p由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为()图6a电流表的读数一直减小br0的功率先减小后增大c电源输出功率先增大后减小d电压表的读数先增大后减小9如图7甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中r2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻r2随温度t变化的图线如图乙所示电流表为值班室的显示器a、b之间接报警器，当