高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路、闭合电路欧姆定律课件.ppt

第2讲电路 闭合电路欧姆定律 一 串 并联电路的特点 提示 1 并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 2 无论电阻怎样连接 每一段电路总电功率p等于各个电阻电功率之和 3 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 二 电源的电动势和内阻1 电动势 1 定义 非静电力把1c的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 3 物理意义 反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量 2 内阻电源内部也是由导体组成的 也有电阻 叫做电源的内阻 它是电源的另一重要参数 提示 电动势不是电压 电动势等于非静电力移送单位电荷量所做的功 电压即电势差 它表现在电路两点间形成电场 电场力推动电荷做功 完成的是由电能向其他形式能的转化过程 从能量的转化关系看 电动势和电压是截然不同的物理量 三 闭合电路欧姆定律1 内容 在外电路为纯电阻的闭合电路中 电流跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 2 公式 1 适用于纯电阻电路 2 e u外 ir 适用于所有电路 3 路端电压u与外电阻r的关系 1 根据闭合电路欧姆定律 当外电阻r变大时 干路电流i变小 因为u e ir 所以路端电压u变大 同理 当外电阻r减小时 路端电压u减小 2 当外电路断开时 r为 i为0 所以路端电压u e 3 当外电路短路时 r为0 i为 所以路端电压u 0 4 路端电压u与电流i的关系 1 关系式 u e ir 2 u i图象如图所示 当电路断路即i 0时 纵坐标的截距为电源电动势 当外电路电压为u 0时 横坐标的截距为短路电流 图线的斜率的绝对值为电源的内阻 考点二 考点一 考点三 闭合电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联 并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学物理量的变化情况 常见的方法有 1 程序法 2 直观法任一电阻阻值增大 必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大 考点二 考点一 考点三 3 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 两端的电压 电功率都将减小 反之则增大 即 u串 i串 p串 r u并 i并 p并 4 极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 考点二 考点一 考点三 典例1 2015 长沙四校联考 多选 如图所示 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b 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 解题思路 滑动变阻器滑片p向右端移动 使得rp减小 总电阻减小 总电流增大 即电流表a1的读数增大 所以内电压增大 r1所分电压增大 并联电路电压即电压表v1的读数减小 即r3两端电压减小 通过r3的电流减小即电流表a2的读数减小 由于总电流增大 所以经过另外一个支路即经过r2的电流增大 r2两端电压增大 即电压表v2的读数增大 a d项正确 参考答案 ad 考点二 考点一 考点三 名师点睛 1 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 2 在如图所示分压电路中 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 考点二 考点一 考点三 1 多选 如图 电路中定值电阻阻值r大于电源内阻阻值r 将滑动变阻器滑片向下滑动 理想电压表v1 v2 v3示数变化量的绝对值分别为 v1 v2 v3 理想电流表a示数变化量的绝对值为 i 则 acd a a的示数增大b v2的示数增大c v3与 i的比值大于rd v1大于 v2 考点二 考点一 考点三 解析 滑片向下滑动 连入电路中的电阻r变减小 由 电流表a示数增大 a项正确 电压表v2测量的是电源的输出电压u2 e ir 减小 b项错误 u3 e ir ir 则有 v3 i r r v3与 i的比值等于r r 大于r c项正确 v2 i r v1 i r 又因为题目告知r r 得 v1大于 v2 d项正确 考点二 考点一 考点三 考点二 考点一 考点三 闭合电路的功率及效率问题 考点二 考点一 考点三 由p出与外电阻r的关系图象可知 1 当r r时 电源的输出功率最大为 2 当r r时 随着r的增大输出功率越来越小 3 当r r时 随着r的增大输出功率越来越大 4 当p出 pm时 每个输出功率对应两个外电阻r1和r2 且r1r2 r2 考点二 考点一 考点三 典例2如图所示 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 1 当滑动变阻器的阻值为多大时 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 考点二 考点一 考点三 参考答案 1 02w 2 2 5 2 5w 3 1 5 3 125w 考点二 考点一 考点三 名师点睛 1 解决最大功率问题时 要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率 定值电阻的最大功率用分析 可变电阻的最大功率用等效电源法求解 2 电源输出功率最大时 效率不是最大 而是只有50 考点二 考点一 考点三 2015 南昌调研 多选 在如图所示的电路中 电源内阻不能忽略 当移动滑动变阻器滑片时 电流表示数变大 则 ad a 电源的总功率一定增大b 电源的输出功率一定增大c 电源内部消耗的功率一定减小d 电源的效率一定减小 解析 滑片移动时 电流表示数变大 可知滑片向右移动 电路的总电阻减小 总电流增大 因此电源的总功率增大 因为总电流变大 所以路端电压变小 所以电源的效率减小 a d正确 电源内阻消耗的功率增大 输出的功率变化不确定 b c项错误 考点一 考点三 考点二 两类u i图象的比较与应用两种图象的比较 考点一 考点三 考点二 典例3 2016 湖北襄阳五中期中检测 多选 在如图所示的图象中 直线 为某一电源的路端电压与电流的关系图象 直线 为某一电阻r的伏安特性曲线 用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路 由图象可知 a 电源的电动势为3v 内阻为0 5 b 电阻r的阻值为1 c 电源的输出功率为2wd 电源的效率为66 7 解题思路 图线 与纵轴的交点表示电源电动势e为3v 图线 的斜率的绝对值表示电源内阻r为0 5 a项正确 图线 的斜率表示电阻r的阻值为1 b项正确 由 图线的交点坐标可知电流i 2a 路端电压u 2v 电源输出功率p ui 4w c项错误 电源效率 d项正确 参考答案 abd 考点一 考点三 考点二 名师点睛 此题两图线的交点表示电源的路端电压与用电器两端的电压相等 通过电源的电流与通过用电器的电流相等 即电源单独对该用电器供电 考点一 考点三 考点二 如图所示 直线a为某电源的u i图线 曲线b为某小灯泡的u i图线 用该电源和小灯泡组成闭合电路时 电源的输出功率和电源的总功率分别是 d a 4w 8wb 2w 4wc 2w 3wd 4w 6w 解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时 电源的输出功率p出 ui 2 2w 4w 电源的总功率p总 ei 3 2w 6w d项正确 含电容器电路的分析1 电路的简化不分析电容器的充 放电过程时 把电容器所在的支路视为断路 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 与电容器串联的电阻视为等势体 电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压 3 电容器所带电荷量的变化的计算 1 如果变化前后极板带电的电性相同 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 2 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 典例如图所示 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 闭合开关s 电路达到稳定时 带电油滴悬浮在两板之间静止不动 如果仅改变下列某一个条件 油滴仍能静止不动的 a 增大r1的阻值b 增大r2的阻值c 增大两板间的距离d 断开开关s 参考答案 b 名师点睛 电容器正 负极板及两板电压的确定 在电路中通过导线相连的各点电势相等 找出两极板通过导线分别与有电流的电路中哪两点电势相等 电路中这两点所含电阻消耗的电压就等于电容器两端的电压 与电势高处相连的极板为电容器的正极板 与电势低处相连的极板为电容器的负极板 如图所示 c为两极板水平放置的平行板电容器 闭合开关s 当滑动变阻器r1 r2的滑片处于各自的中点位置时 悬在电容器c两极板间的带电尘埃p恰好处于静止状态 要使尘埃p向下加速运动 下列方法中可行的是 b a 把r1的滑片向左移动b 把r2的滑片向左移动c 把r2的滑片向右移动d 把闭合的开关s断开 解析 尘埃p受到重力和电场力而平衡 要使尘埃p向下加速 就要减小电场力 故要减小电容器两端的电压 电路稳定时 滑动变阻器r1无电流通过 两端电压为零 故改变r1的电阻值无效果 a项错误 变阻器r2处于分压状态 电容器两端电压等于变阻器r2左半段的电压 故要减小变阻器r2左半段的电阻值 变阻器r2滑片应该向左移动 b项正确 c项错误 把闭合的开关s断开 电容器两端电压增大到等于电源电动势 故p向上加速 d项错误 1 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 b a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1 2 如图所示 当开关s断开时 电压表示数为3v 当开关s闭合时 电压表示数为1 8v 则外电阻r与电源内阻r之比为 d a 5 3b 3 5c 2 3d 3 2 解析 开路电压等于电源的电动势 故电源电动势e 3v s闭合后 电压表的示数为1 8v 即电阻r分得的电压 根据闭合电路的欧姆定律得内阻分得的电压为1 2v 故外电阻r与电源内阻r之比为3 2 d项正确 3 多选 如图所示 直线a为电源的u i图线 直线b和c分别为电阻r1 r2的u i图线 用该电源分别与r1 r2组成闭合电路时 电源的输出功率分别为p1 p2 电源的效率分别为 1 2 则 bc a p1 p2b p1