高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 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 基础夯实 自我诊断 一 电阻的串 并联 3 基础夯实 自我诊断 二 电源的电动势和内阻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 电动势 1 定义 电动势在数值上等于非静电力把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 3 内阻电源内部也是由导体组成的 也有电阻 叫作电源的内阻 它是电源的另一重要参数 4 基础夯实 自我诊断 三 闭合电路欧姆定律1 内容 闭合电路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 3 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 5 基础夯实 自我诊断 1 根据e u ir画出电源的u i图象 根据图线如何求电源的电动势和内阻 2 最简单的闭合回路如图所示 推导出电源的输出功率的表达式 并求出电源的最大输出功率 6 基础夯实 自我诊断 提示 1 纵轴截距表示电源电动势 图线的斜率的大小表示内阻 7 基础夯实 自我诊断 1 下列关于电动势的说法正确的是 a 电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比 跟通过的电荷量成反比b 电动势的单位跟电压的单位一致 所以电动势就是两极间的电压c 非静电力做的功越多 电动势就越大d e 只是电动势的定义式而非决定式 电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的 答案 解析 8 基础夯实 自我诊断 2 2016 上海普陀区一模 如果闭合电路中电源的电动势为12v 外电压为10v 当有0 5c电荷量通过电路时 下列结论正确的是 a 在电源内部 非静电力将5j的其他形式的能转化为电能b 在电源内部 静电力将6j的其他形式的能转化为电能c 在电源外部 静电力将5j的电能转化为其他形式的能d 在电源外部 静电力将6j的电能转化为其他形式的能 答案 解析 9 基础夯实 自我诊断 3 某电路如图所示 已知电池组的总内阻r 1 外电路电阻r 5 理想电压表的示数u 3 0v 则电池组的电动势e等于 a 3 0vb 3 6vc 4 0vd 4 2v 答案 解析 10 基础夯实 自我诊断 4 多选 右图是某电源的路端电压与电流的关系图象 下列结论正确的是 a 电源的电动势为6 0vb 电源的内阻为12 c 电源的短路电流为0 5ad 电流为0 3a时的外电阻是18 答案 解析 11 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 考点一电阻的串 并联 自主悟透 串 并联电路的几个常用结论1 当n个等值电阻r0串联或并联时 r串 nr0 r并 r0 2 串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻 并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻 3 在电路中 某个电阻增大 或减小 则总电阻增大 或减小 4 某电路中无论电阻怎样连接 该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和 12 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 突破训练1 电阻r1和r2分别标有 2 1 0a 和 4 0 5a 将它们串联后接入电路中 如图所示 则此电路中允许消耗的最大功率为 a 1 5wb 3 0wc 5 0wd 6 0w 答案 解析 13 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 2 多选 一个t形电路如图所示 电路中的电阻r1 10 r2 120 r3 40 另有一测试电源 电动势为100v 内阻忽略不计 则 a 当cd端短路时 ab之间的等效电阻是40 b 当ab端短路时 cd之间的等效电阻是40 c 当ab两端接通测试电源时 cd两端的电压为80vd 当cd两端接通测试电源时 ab两端的电压为80v 答案 解析 14 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 考点二电路的动态分析 师生共研 1 电路动态分析类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或电阻发生了变化 一处变化又引起了一系列的变化 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 固定支路 15 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 2 串反并同 结论法 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 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 3 极限法 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 让电阻最大或电阻为零去讨论 16 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例1 多选 2016 湖南长沙四校联考 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 答案 解析 17 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例2 多选 2016 吉林长春调研 如图所示的电路中 电源内阻不可忽略 l1 l2两灯均正常发光 r1为定值电阻 r为一滑动变阻器 p为滑动变阻器的滑片 若将滑片p向下滑动 则 a l1灯变亮b l2灯变暗c r1上消耗的功率变大d 电源内部消耗的功率变大 答案 解析 18 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 方法归纳利用程序法分析电路动态变化问题的一般步骤 1 明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化 2 根据局部电阻的变化 确定电路的外电阻r总如何变化 3 根据闭合电路欧姆定律i总 确定电路的总电流如何变化 4 由u内 i总r确定电源的内电压如何变化 5 由u外 e u内确定路端电压如何变化 6 由部分电路欧姆定律确定支路上某定值电阻两端的电压如何变化 7 确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化 19 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 突破训练3 多选 如图所示 电源电动势为e 内电阻为r 不计电压表和电流表内阻对电路的影响 当开关闭合后 两只小灯泡均能发光 现将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动 下列说法正确的是 a 小灯泡l1 l2均变暗b 小灯泡l1变亮 l2变暗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 答案 解析 20 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 考点三电路中的功率及效率问题 师生共研 21 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 由p出与外电阻r的关系图象可知 当r r时 电源的输出功率最大为pm 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 pm时 每个输出功率对应两个外电阻r1和r2 且r1r2 r2 22 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例3 2016 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 解析 23 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 思维点拨 1 r1为定值电阻 其电功率最大的条件是什么 2 r2为可变电阻 其电功率最大的条件是什么 3 电源输出最大功率为的条件是什么 提示 1 r2 0 2 r2 r1 r 3 r1 r2 r 24 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例4 多选 直流电路如图所示 在滑动变阻器的滑片p向右移动时 电源的 a 总功率一定减小b 效率一定增大c 内部损耗功率一定减小d 输出功率一定先增大后减小 答案 解析 25 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 特别提醒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 此时 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中电流的大小 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 26 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 突破训练4 多选 如图甲所示 电源电动势e 6v 闭合开关 将滑动变阻器的滑片p从a端滑至b端的过程中 得到电路中的一些物理量的变化如图乙 丙 丁所示 其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线 图丙为路端电压与总电流的关系曲线 图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线 不考虑电表 导线对电路的影响 则下列关于图中a b c d点的坐标值正确的是 27 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 a a 4v 4 5w b b 4 8v 2 88w c c 0 6a 4 5v d d 8 80 答案 解析 28 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 考点四两种u i图象的综合应用 师生共研 两种图线的比较 29 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 30 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例5 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12 5b 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10 33d 在这两种连接状态下 小灯泡的电阻之比是1 2 答案 解析 31 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 思维点拨 1 如何求电源 和 的内阻 2 电源和小灯泡串联后 它们一定相等的物理量是哪个量 规律总结 1 线性元件的u i图象为过原点的直线 非线性元件的u i图象为曲线 2 注意电源u i图象纵轴不从零开始的情况 此时图线与横轴的交点坐标小于短路电流 但直线的斜率的绝对值仍等于电源的内阻 图线与纵轴的交点坐标仍表示电动势e 2 流过它们的电流 32 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 突破训练5 如图所示直线a为某电源的u i图线 曲线b为某小灯泡l1的u i图线的一部分 用该电源和小灯泡l1串联起来组成闭合回路时灯泡l1恰能正常发光 则下列说法正确的是 a 此电源的内电阻为 b 灯泡l1的额定电压为3v 额定功率为6wc 把灯泡l1换成阻值恒为1 的纯电阻 电源的输出功率将变小d 由于小灯泡l1的u i图线是一条曲线 所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用 答案 解析 33 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 考点五含电容器电路的分析 师生共研 想一想如图所示电路 已知平行金属板电容器c中固定一个带正电的质点p 下板接地 当将滑动变阻器r1的滑片向右滑动时 质点p的电势能如何变化 34 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 提示 减少 因为当滑动变阻器r1的滑片向右滑动时 变阻器接入电路的电阻增大 根据闭合电路欧姆定律知 电路中电流减小 由欧姆定律知r2两端的电压减小 而电容器的电压等于r2的电压 故电容器极板间电压减小 由e 知 板间电场强减度小 则p点与下极板的电势差减小 下极板接地 电势为0 而p点的电势高于下极板的电势 所以p点的电势降低 质点p带正电 故质点p电势能减少 35 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 知识整合1 含容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 但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等 3 电压变化带来的电容器变化电路中电流 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量 36 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 例6如图所示的电路中 电源的电动势为e 内阻为r r1 r3为定值电阻 r2为滑动变阻器 c为平行板电容器 开关s闭合后 电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止 电流表和电压表都可以视为理想电表 当滑动变阻器滑片p向b端滑动过程中 下述说法正确的是 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 电容器c所带电荷量增加 液滴向上加速运动d 电容器c所带电荷量减小 液滴向下加速运动 答案 解析 37 考点一 考点二 考点三 考点四 考点五 规律总结含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器的直流电路时 关键是准