高考物理一轮复习 7.2 电动势 闭合电路的欧姆定律课件 新课标.ppt

1 电动势物理意义 反映电源把其他形式的能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r 叫做电源的 它是电源的另一重要参数 第2讲电动势闭合电路的欧姆定律 转化 内阻 温馨提示 2 内 外电压的关系 e u外 u内 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 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 1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 电动势 短路电流 内阻 减小 1 2011 绍兴高三检测 电源电动势为e 内阻为r 向可变电阻r供电 关于路端电压说法正确的是 a 因为电源电动势不变 所以路端电压也不变b 因为u ir 所以当i增大时 路端电压也增大c 因为u e ir 所以当i增大时 路端电压下降d 若外电路断开 则路端电压为零答案c 2 2012 江门高三检测 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 电源电动势也随内电压减小c 如果外电压不变 则内电压减小时 电源电动势也随内电压减小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 保持恒定解析由闭合电路欧姆定律知 e u ur u ir 可见电动势等于内电压和外电压之和 电动势是不变的 故d正确 a b c错误 答案d 3 一电池外电路断开时的路端电压为3v 接上8 的负载电阻后路端电压降为2 4v 则可以判定电池的电动势e和内电阻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b 4 在如图7 2 2所示电路中 当滑动变阻器滑片p向下移动时 则 a a灯变亮 b灯变亮 c灯变亮b a灯变亮 b灯变亮 c灯变暗c a灯变亮 b灯变暗 c灯变暗d a灯变亮 b灯变暗 c灯变亮 答案d 答案a 考点一电路的动态分析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 对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律 部分电路欧姆定律 串 并联电路中电压和电流的关系 2 电路动态分析的思路基本思想是 部分 整体 部分 思维流程如下 3 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 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 典例1 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1 2011 广西联考 如图7 2 5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 a 电流表的读数一直减小b r0的功率先减小后增大c 电源输出功率先增大后减小d 电压表的读数先减小后增大 解析滑动变阻器滑片p由b向a端移动过程中 bp和ap并联 外电路总电阻先变大后变小 根据闭合电路欧姆定律可知 电路总电流 电流表示数 先减小后增大 a项错 根据电功率p0 i2r0 可知r0的功率先减小后增大 b项正确 当外电路总电阻与电源内阻相等时 输出功率最大 但r0与电源内阻r大小关系不能确定 故不能确定电源输出功率的变化情况 c项错 电压表所测为电源的路端电压 路端电压与外电阻变化趋势一致 故d项错误 答案b 考点二含电容器电路的分析与计算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 典例2 如图7 2 6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 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 4c c 闭合开关s 电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3 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a 变式2 在如图7 2 7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b 考点三电源的功率及u i图象的应用 1 分析图象问题时 一定要明确图线的含义 即要确定两坐标轴表示的物理意义 2 对闭合电路的u i图象 图线上每一点纵横坐标的乘积为电源的输出功率 图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻 典例3 用标有 6v 3w 的灯泡l1 6v 6w 的灯泡l2与理想电压表和理想电流表连接成如图7 2 8甲所示的实验电路 其中电源电动势e 9v 图7 2 8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 a 电流表的示数为1ab 电压表的示数约为6vc 电路输出功率为4wd 电源内阻为1 答案c 变式3 如图7 2 9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的路端电压与电流的关系图象 直线c为一个电阻r的两端电压与电流的关系图象 如果将这个电阻r分别接到a b两电源上 那么有 a r接到a电源上 电源的效率较高b r接到b电源上 电源的输出功率较大c r接到a电源上 电源的输出功率较大 但电源效率较低d r接到b电源上 电阻的发热功率和电源的效率都较高 答案c 4 解恒定电流电路问题的常见思维方法及电路设计技巧 典例1 2011 上海单科 12 如图7 2 10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b 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 答案a 2 极限思维法极限思维法是把某个物理量推向极端 即极大和极小或极限位置 并以此作出科学的推理分析 从而给出判断或导出一般结论 当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时 可假设其他变量为极端的情况 从而就能较快地弄清该物理量的变化趋势 达到研究的目的 典例2 在图7 2 11所示的电路中 电源的电动势恒定 要想使灯泡l变暗 可以 增大r1的阻值 减小r1的阻值 增大r2的阻值 减小r2的阻值a b c d 答案c 典例3 如图7 2 12所示 r1为定值电阻 r2为可变电阻 e为电源电动势 r为电源内电阻 以下说法中正确的是 a 当r2 r1 r时 r2上获得最大功率b 当r2 r1 r时 r1上获得最大功率c 当r2 0时 r2上获得最大功率d 当r2 0时 电源的输出功率最大 答案a 4 最佳电路的设计与选择技巧最佳电路指达到设计要求且耗能 耗材最少的安全电路 此类问题的分析思路分两步 先分清哪个电路的灯泡能正常发光 这里可以从电压 电流 电功率三个量中任意挑选一个达到其额定值 其余两个也将达到额定值 确定了正常发光的电路后 再比较哪一个电路的实际功率小 可以用计算的方法比较 也可以用定性分析的方法比较 典例4 额定电压都是110v 额定功率pa 100w pb 40w的电灯两盏 若接入电压是220v的电路中 使两盏电灯均能正常发光 且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的 答案c 解析滑片p向右移动 变阻器电阻变大 总电阻也变大 由闭合电路的欧姆定律可知 回路中电流减小 电流表示数减小 电源内电压减小 r0两端电压减小 所以滑动变阻器两端电压升高 电压表示数变大 故b项正确 答案b 2 2010 安徽理综 18 如图7 2 14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 解析当电路接通后 对小球受力分析 小球受重力 电场力和悬线的拉力f三个力的作用 其中重力为恒力 当电路稳定后 r1中没有电流 两端等电势 因此电容器两极板电压等于r0两端电压 当r2不变 r1变化时 电容器两极板电压不变 板间电场强度不变 小球所受电场力不变 f不变 c d两项错 若保持r1不变 缓慢增大r2 r0两端电压减小 电容器两端电压减小 内部电场减弱 小球受电场力减小 f变小 故a项错 b项正确 答案b 3 2011 北京卷 17 如图7 2 15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 答案a 答案b 二 电路中的能量及图象问题 中频考查 5 2009 全国卷 如图7 2 17所示为测量某电源电动势和内阻时得到的u i图线 用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路 测得路端电压为4 8v 则该电路可能为 答案b 6 2010 课标全国 19 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7 2 18所示 图中u为路端电压 i为干路