(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义：闭合电路的欧姆.doc

（人教版）2012届高三物理复习讲义：闭合电路的欧姆定律一、内容概述闭合电路欧姆定律是本章的重要的内容，会熟练地运用欧姆定律，串、并联电路的特点及能量关系分析和解决直流电路问题是本部分学习的重、难点。二、重、难点知识归纳和讲解（一）闭合电路欧姆定律1、电源电动势：电源是把其他形式的能转化为电能的装置。电动势是表征电源把其他形式的能量转换成电能的本领大小的物理量；电动势的大小由电源本身的性质决定，数值等于电路中通过1C电量时电源所提供的能量，也等于电源没有接入电路时两极间的电压；电动势是标量，方向规定为由电源的负极经电源内部到正极的方向为电源电动势的方向。2、闭合电路欧姆定律（1）闭合电路由电源的内部电路和电源的外部电路组成，也可叫含电源电路、全电路。（2）在闭合电路里，内电路和外电路都适用部分电路的欧姆定律，设电源的内阻为r，外电路的电阻为R，那么电流I通过内阻时在电源内部的电压降U内=Ir，电流流过外电阻时的电压降为U外=IR，由U外U内=E，得。该式反映了闭合电路中电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比，即为闭合电路欧姆定律，适用条件是外电路为纯电阻电路。3、路端电压与负载变化的关系（1）路端电压与外电阻R的关系：（外电路为纯电阻电路）其关系用UR图象可表示为：（2）路端电压与电流的关系U=EIr（普适式）其关系用UI图象可表示为当R=时，即开路， 当R=0时，即短路， 其中，r=|tg|.4、闭合电路中的功率（1）电源的总功率（电源消耗的功率）P总=IE电源的输出功率（外电路消耗的功率）P输=IU电源内部损耗的功率：P损=I2r由能量守恒有：IE=IUI2r（2）外电路为纯电阻电路时：由上式可以看出：即当R=r时，此时电源效率为：（2）当Rr时，随R的增大输出功率减小。（3）当Rr时，随R的增大输出功率增大。（4）当时，每个输出功率对应2个可能的外电阻R1和R2，且（二）“串反并同”定则：在外电路为混联的闭合电路中，讨论因某一电阻发生变化引起电路中各参量的变化时，可采用以下简单的方法：“串反并同”，当某一电阻发生变化时，与它串联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相反的变化；与它并联的电路上的电流、电压、功率必发生与其变化趋势相同的变化。（三）含电容器的电路分析：有电容器连接的电路，当电路电压达到稳定时，电容器当断路处理，它两端的电压等于它并联部分的电阻的两端电压。通常是先不考虑电容器，画出等效电路，再安上电容器，电容器在恒定电流中可等效为“电压表”。找出“电压表”的读数及变化，再由Q=CU求解。例1、在如图所示的电路中，当滑线变阻器的滑动头向b端滑动时，电流表和电压表的示数将如何变化？例2、某一电源对外供电电路如图，已知R1=6，电源内阻r=1，滑动变阻器的电阻R2变化范围为04。（1）当闭合开关S后，将变阻器的电阻调到有效电阻R2=2时，电源消耗的总功率为16W，电源输出功率为12W，求灯泡电阻RL的阻值。（2）若将开关S断开，此时灯泡L消耗的功率为多少？（3）在开关S断开的情况下，仍要使灯泡消耗的功率和S闭合时相同，应将滑动变阻器的滑动片向哪边移动？移动到使其有效电阻值R2等于多少的位置？例3、如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（）A增大R1B减小R1 C增大R2D减小R2例4、如图所示，E=10V，C1=C2=30F，R1=4.0，R2=6.0，电池内阻可忽略。先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断开，则断开S后流过电阻R1的电量为_C。例5、如图所示的电路中R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5的滑动触点向图中a端移动时（）AI变大，U变小BI变大，U变大 CI变小，U变大DI变小，U变小高考真题如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d40cm电源电动势E24V，内电阻r1，电阻R15闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v04m/s竖直向上射入两板间若小球带电量为q10102C，质量为m2102kg，不考虑空气阻力那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g10m/s2）例1、解：整个电路的结构是：R2与R3并联，然后再与R1串联，电压表测的是路端电压，电流表测的是R3支路的电流强度。当滑动头向滑动时，R3的阻值减小，由R并=R2R3/(R2+R3)知并联电路总电阻R并减小，故外电路总电阻R=R1+R并减小。根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)，总电流强度I增大，由U=E-Ir知路端电压即电压表的示数将减小。因并联电路电压U并=U-IR1所以U并减小，通过R2的电流I2= U并/R2减小。由I3=I-I2，可以看出R3支路的电流，即电流表的示数将增大。说明：（）判断并联电路的电压时不能用U并=IR并，因为R并在减小而在增大，其乘积倒底如何变，由题设条计不能确定；同样在判断I3时也不能用I3=U并/R3，因为R3和U并都在减小，无法确定I3如何变。此时应通过先研究阻值不变的电阻R1和R2的电压、电流的变化，再去讨论U并和I3的变化情况。（2）如果使用“串反并同”定则，判断起来更简捷，R3减小，则与它串联的电流表的示数必增大；R1、R2、R3混联电路电阻减小，则与它相并联的电压表的示数也应相应减小。例2、解析：（1）因为电源内消耗功率：P内=I2r=P总P出.所以 所以，灯泡电阻（2）S断开后，通过灯泡L的电流为：此时灯泡消耗的功率为：（3）若S断开后仍要使灯泡消耗的功率和S闭合时相同，则由解（1）可知通过灯泡的电流仍应为1A，由闭合电路欧姆定律有：即滑动变阻器的滑动片应向右滑动到R2等于3处.例3、分析：电路是灯泡R与R2并联后再与电阻R1串联。若增大R1，灯泡两端电压变小，灯泡变暗。同样若减小R1，则灯泡变亮。若增大R2，使得回路的总电阻增大，干路中电流减小，灯泡两端电压变大，灯泡变亮。同样若减小R2，则灯泡变暗。 故AD正确。答案：AD例4、解析：S闭合时，C1两板电压等于电阻R2两端电压，上极板电势高。C2两极板间电压为零. S断开时，C1、C2两端电压均为E，且上极板电势高。流过R1的电量为：Q=C1EC2EQ1=23010610C1.8104C=4.2104C.例5、分析：当滑头向a移动时，R5的阻值变小，使R2、R4、R5的总阻值Rab变小，从而引起总的外阻R外的变小. 得到Uab变小，所以的数值变小. 答案：D评注：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再到局部分析出电压和支路电流的变化情况。 高考真题答案：8；23W解题详析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零设两板间电压为UAB，根据