高考物理一轮复习 7.2 闭合电路欧姆定律及其应用课件.ppt

第2节闭合电路欧姆定律及其应用 2 一 电路的串联 并联1 特点对比 2 两个重要的结论 1 串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻 电路中任意一个电阻值变大或变小时 串联电路的总电阻变大或变小 2 并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻 任意一个电阻值变大或变小时 并联电路的总电阻变大或变小 3 二 电源电动势及内阻1 电源电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置 从能的转化角度看 电源是将其他形式的能转化为电能的装置 2 电源的电动势表征电源非静电力做功的本领 1 在数值上等于在电源内部把1库仑的正电荷从负极移到正极非静电力做的功或电源没有接入电路时两极间的电压 2 电动势由电源自身的非静电力的特性决定 与电源体积大小无关 与外电路无关 3 内阻电流通过电源内部时也受阻碍作用 阻碍的强弱用内阻r表示 电池用久后 r会变大 4 三 闭合电路欧姆定律1 内容闭合电路里的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 变形后也可以写成e ir ir或e u外 u内 3 适用条件外电路为纯电阻电路 5 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 6 7 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 a 1 2b 2 1c 1 4d 4 1 答案 解析 8 2 在已接电源的闭合电路中 关于电源的电动势 内电压 外电压的关系应是 a 如果外电压增大 则内电压增大 电源电动势也会随之增大b 如果外电压减小 内电阻不变 内电压也就不变 电源电动势随内电压减小c 如果外电压不变 则内电压减小时 电源电动势随内电压减小d 如果外电压增大 则内电压减小 电源电动势始终为二者之和 保持恒定 答案 解析 9 3 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 答案 解析 10 4 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 a 4w 8wb 2w 4wc 2w 3wd 4w 6w 答案 解析 11 5 一电池外电路断开时的路端电压为3v 接上8 的负载后路端电压降为2 4v 则可以判定电池的电动势e和内阻r为 a e 2 4v r 1 b e 3v r 2 c e 2 4v r 2 d e 3v r 1 答案 解析 12 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 电路的动态分析1 判定总电阻变化情况的规律 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 若开关的闭合或断开使串联的用电器增多时 电路的总电阻增大 若开关的闭合或断开使并联的支路增多时 电路的总电阻减小 3 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 13 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 2 电路动态分析的方法 1 程序法 电路结构的变化 r的变化 r总的变化 i总的变化 u端的变化 支路的变化 2 极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题 可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 14 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 多选 2015 湖北武汉高三调研 如图所示的电路中l1 l2 l3是3只小灯泡 r是滑动变阻器 开始时 它的滑片p位于中点位置 当s闭合时 3只小灯泡都发光 现使滑动变阻器的滑片p向右移动时 则小灯泡l1 l2 l3的变化情况是 a l1变亮b l2变亮c l3变暗d l1 l2 l3均变亮 答案 解析 15 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 解题探究 滑片p向右移动时 电路中的总电阻如何变化 滑片p向右移动时 并联电路两端电压如何变化 提示 增大 提示 增大 16 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 特别提醒 分析电路动态问题的三点注意 1 闭合电路的欧姆定律和部分电路欧姆定律联合使用 2 局部电阻增大 则总电阻一定增大 反之总电阻减小 支路数量增加 则总电阻一定减小 反之总电阻增加 3 两个关系 外电压等于外电路上串联各部分电压之和 总电流等于各支路电流之和 17 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 多选 如图所示 带电质点p静止于两平行金属板间 不考虑电流表和电压表对电路的影响 当滑动变阻器r3的滑片向b端移动时 下列说法正确的是 a 电压表读数增大b 电流表读数增大c 质点p将向上运动d r2消耗的功率增大 答案 解析 18 考点一 考点二 例2 对点训练2 考点三 闭合电路中的功率和效率问题1 电源的总功率p总 ei u外i u内i p出 p内 若外电路是纯电阻电路 则有 2 电源内部消耗的功率p内 i2r u内i p总 p出 3 电源的输出功率 1 任意电路 p出 ui ei i2r p总 p内 2 纯电阻电路 19 考点一 考点二 例2 对点训练2 考点三 由上式可以看出 当r r时 电源的输出功率最大为 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 当p出 pmax时 每个输出功率对应两个可能的外电阻r1和r2 且r1 r2 r2 p出与r的关系如图所示 20 考点一 考点二 例2 对点训练2 考点三 4 电源的效率在纯电阻电路中r越大 越大 当r r时 电源有最大输出功率 电源的效率仅为50 21 例2 对点训练2 考点一 考点二 考点三 2015 陕西西安模拟 如图所示 e 8v r 2 r1 8 r2为变阻器接入电路中的有效阻值 问 1 要使变阻器获得的电功率最大 则r2的取值应是多大 这时r2的功率是多大 2 要使r1得到的电功率最大 则r2的取值应是多大 r1的最大功率是多大 这时电源的效率是多大 3 调节r2的阻值 能否使电源以最大的功率输出 为什么 答案 1 10 1 6w 2 05 12w80 3 不可能 理由见解析 22 例2 对点训练2 考点一 考点二 考点三 23 例2 对点训练2 考点一 考点二 考点三 规律总结 电源功率及效率问题的三点注意 1 当电源输出功率最大时 效率并不是最大 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 其消耗的功率仅取决于电路电流的大小 即根据p i2r来判断 与输出功率大小的判断方法不同 3 外电阻为可变电阻时 要根据能量转化与守恒求解 即p出 p外 p变 p固 且外电阻越接近电源内电阻 电源的输出功率越大 24 例2 对点训练2 考点一 考点二 考点三 多选 2015 江西百校联考 如图所示 已知电源电动势e 2v 电源内阻r 0 5 小灯泡电阻r0 2 滑动变阻器r最大阻值为10 当开关闭合后 调节滑动变阻器 设灯泡电阻不随温度变化而变化 则 a 当滑动变阻器阻值调至0 5 时 电源输出功率最大b 当滑动变阻器阻值调至1 5 时 灯泡最亮c 当滑动变阻器阻值逐渐减小时 电源输出功率逐渐增大d 当滑动变阻器阻值调至2 5 时 滑动变阻器的电功率最大 答案 解析 25 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 两个u i图象的理解和应用两种图线的比较 26 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 27 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 多选 如图所示 直线 分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的图线 曲线 是一个小灯泡的u i曲线 如果把该小灯泡分别与电源1 电源2单独连接 则下列说法正确的是 a 电源1与电源2的内阻之比是11 7b 电源1与电源2的电动势之比是1 1c 在这两种连接状态下 小灯泡消耗的功率之比是1 2d 在这两种连接状态下 小灯泡的电阻之比是1 2 答案 解析 28 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 解题探究 如何求电源 和 的内阻 电源和小灯泡串联后 它们一定相等的物理量是哪个量 提示 流过它们的电流 29 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 规律总结 u i图象的一般分析思路 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 30 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 多选 如图所示 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 a 电源的电动势为50vb 电源的内阻为 c 电流为2 5a时 外电路的电阻为15 d 输出功率为120w时 输出电压是30v 答案 解析 31 1 2 3 4 5 1 多选 如图所示 电源电动势e 3v 小灯泡l标有 2v0 4w 开关s接1 当变阻器调到r 4 时 小灯泡l正常发光 现将开关s接2 小灯泡l和电动机m均正常工作 则 a 电源内阻为1 b 电动机的内阻为4 c 电动机正常工作电压为1vd 电源效率约为93 3 答案 解析 32 1 2 3 4 5 2 在如图所示的电路中 r1 r2 r3均为可变电阻 当开关s闭合后 两平行金属板m n中有一带电油滴正好处于静止状态 为使带电油滴向上加速运动 可采取的措施是 a 增大r1的阻值b 减小r2的阻值c 减小r3的阻值d 增大m n间距 答案 解析 33 1 2 3 4 5 3 2015 山西六校联考 已知两电源的电动势分别为e1 e2 e1 e2 内阻分别为r1 r2 当两电源分别与阻值为r的电阻连接时 外电路消耗的功率正好相等 若电阻r减小一些 再与e1 e2分别连接时 对应的外电路消耗的功率分别是p1 p2 则 a r1p2c r1 r2 p1r2 p1 p2 答案 解析 34 1 2 3 4 5 4 如图所示的电路中 电流表和电压表均可视为理想电表 现闭合开关s后 将滑动变阻器滑片p向左移动 正确的是 a 电