《高考风向标》高考物理一轮复习 专题八 第3讲 闭合电路欧姆定律及其应用课件.ppt

考点1 电源电动势和内电阻 1 电源 把其他形式的能转化为电能的装置 2 电动势 等于外电路断开时 两端的电压 电动势 用e表示 单位是伏 v 电源 1 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为 的本领 大小的物理量 电能 2 大小 数值上等于非静电力移送1c正电荷从电源负极 至正极所做的 功 第3讲 闭合电路欧姆定律及其应用 与外电路的状况无关 电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数无关 2 电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领 电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动1c正电荷做的功 是把电能转化为其他形式的能 3 两者之间的联系 电路闭合时 e u内 u外 电路断开 时 e u外 4 电源的内阻 电源内部电路的电阻 电源向外供电时 电源内部也有电流流过 内部电流通过内阻时要产生热量 内部电阻消耗电能 把电能转化为内能 3 电动势与电压的区别及联系 1 电源电动势是表征电源特性的物理量 只与电源有关 1 单选 下列关于电源的说法 正确的是 d a 电源向外提供的电能越多 表示电动势越大b 电动势就是电源两端的电压c 电源的电动势与外电路有关 外电路电阻越大 电动势就越大d 电动势越大的电源 将其他形式的能转化为电能的本领越大 解析 电源向外提供的电能除与电动势有关之外 还与输出的电流 通电时间有关 故a错误 只有当外电路断路时 电动势才等于电源两端的电压 故b错误 电源的电动势由电源自身的性质决定 与有无外电路无关 故选项c错误 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量 故选项d正确 a 电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置b 在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动c 电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本领d 把同一电源接在不同的电路中 电源的电动势也将发生变化 2 双选 下列关于电动势的说法正确的是 bc 解析 在电源内部 存在由正极指向负极的电场 正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动 正是电源内部的化学作用或电磁作用等提供了非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动 正是通过非静电力做功 实现了其他形式的能转化为电能 选项a错误 b c正确 电动势由电源内部的非静电力决定 与外电路无关 选项d错误 1 内容 闭合电路里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 2 公式 i er r 只适用于纯电阻电路 e u内 u外 适用于任何电路 3 路端电压与外电阻 电流的关系 1 由u ir er r r e1 r r 可知 当r增大时 u 当外电路断路时 r无穷大 此时i 0 u 当外电路短 路时 r 0 u e i r 增大 e 0 2 由u e 当总电流变大时 路端电压变小 ir 考点2 闭合电路的欧姆定律 4 两个u i图象的比较 1 电路动态分析的基本思路 部分 整体 部分 即r的变化 r总的变化 i总的变化 路端电压u端的变化 各支路电压u 电流i的变化 2 串反并同 某电阻增大 减小 与它串联的电阻中的电流 两端电压 电功率都将减小 增大 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 减小 所谓的串并关系 即流过该电阻的电流也流经的其他电阻与它是串关系 流过该电阻的电流不流经的其他电阻与它是并关系 5 闭合电路的动态分析 3 双选 如图8 3 1所示 甲 乙为两个独立电源的路 端电压与通过它们的电流i 的关系图象 下列说法中正确的 是 ac 图8 3 1a 路端电压都为u0时 它们的外电阻相等b 电流都是i0时 两电源的内电压相等c 电源甲的电动势大于电源乙的电动势d 电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻 600 10 30 10 流是30ma 这块电池板的内电阻是 c a 60 b 40 c 20 d 10 解析 电源电动势等于开路时电压 即e 600mv 而r ei短 3 3 20 4 单选 许多人造卫星都用太阳能电池供电 太阳能电池由许多片电池板组成 某电池板的开路电压是600mv 短路电 10 r2 8 当电键扳到位置1时 电压表示数为2 0v 当电键扳到位置2时 电压表示数可能是 bc a 2 2v b 1 9vc 1 7v d 1 4v 解析 由闭合电路欧姆定律u e ir和i er r 知 当外 电阻变小时 电流变大 则路端电压变小 a错误 当接到位置2时 通过r2的电流大于接到r1时的电流 即i2大于0 2a 则r2的电压u2大于0 2a 8 1 6v 电压表示数可能小于2 0v大于1 6v b c正确 5 双选 如图8 3 2所示电路 电源内阻不可忽略 r1 图8 3 2 图8 3 3 6 单选 2010年汕头二模 如图8 3 3电路 闭合电键 b s 待电路中的电流稳定后 减小r的阻值 则 a 电流表的示数减小b 电压表的示数减小c 电阻r2两端的电压减小d 路端电压增大 解析 根据 串反并同 b正确 考点3 闭合电路的功率 1 电源的总功率 就是电源提供的总功率 即电源将其他形式的能转化为电能的功率 也叫电源消耗的功率 p总 ei 图8 3 4 2 3 电源内耗功率 内电路上消耗的电功率 p内 u内i ir 2 4 电源的效率 指电源的输出功率与电源的功率之比 即 p出 p总 iui2riei r r r1 r r1 r r 所以当r增大 时 效率 提高 当r r 电源有最大输出功率时 效率仅为50 效率并不高 5 非纯电阻电路 p总 p内 p热 p其他 i总 i2 r r外总 p其他 7 单选 如图8 3 5所示电路中 电源电动势为e 内阻为r r为可变电阻 其余电阻为定值电阻 则开关s闭合后 当r变小时 以下说法正确的是 a 图8 3 5 a 电阻r1的功率变大c 电阻r3的功率变大 b 电阻r2的功率变小d 电阻r4的功率变大 8 双选 2011年长沙一中月考 如图8 3 6 a b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线 则以下说法正确 的是 ad 图8 3 6a 电池组的内阻是1 b 电阻的阻值为0 33 c 将该电阻接在该电池组两端 电池组的输出功率将是4wd 改变外电阻的阻值时 该电池组的最大输出功率为4w 解析 a的斜率的负倒数等于电池组内阻 为1 b的斜率的倒数等于电阻阻值 为3 a对b错 电池组电动势为e 考点4 含容电路的分析与计算 分析和计算含有电容器的直流电路时 需注意以下四点 1 电路稳定后 由于电容器所在支路无电流通过 所以在此支路中的电阻的两端无电压 因此电容器两极间的电压就等 于该支路两端的电压 2 当电容器和电阻并联后接入电路时 电容器两极间的电 压与其并联电阻两端的电压相等 3 电路的电流 电压变化时 将会引起电容器的充 放 电 如果电容器两端电压升高 电容器将充电 如果电压降低 电容器将通过与它连接的电路放电 4 在电容器处电路可看做是断路 简化电路时可去掉它 简化后若要求电容器所带电量时 可接在相应的位置上 9 单选 如图8 3 7所示 为了使白炽灯泡l在电路稳 d 定后变得更亮 可以采取的方法有的 a 只减小电容器c两板间的距离b 只增大电容器c两板间的距离c 只增大电阻r1的阻值 d 只增大电阻r2的阻值 图8 3 7 解析 稳定后电容在电路中相当于断路 对其他电路无影响 显然l与r2并联 与r1串 因此由串反并同 增大r2或减小r1的阻值都能使通过l的电流增大 而变得更亮 只有选项d正确 例1 图8 3 8甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线 由图可知 两者不成线性关系 这是由于 如图乙所示 将这个电灯与20 的定值电阻r串联 接在电动势为8v的电源上 则电灯的实际功率为 w 不计电流表电阻和电源内阻 保留一位小数 图8 3 8 热点1u i图象的理解及其应用 解析 1 i与u不成线性关系 是由于随着电压增大 灯 变亮 灯丝温度升高 电阻率变大 电阻变大 2 根据闭合电路欧姆定律 e ir ul得到 8 ul 20i 在甲图中画出此方程的图象如图8 3 9 图8 3 9 由图象得出 该图象与原图线的交点为此电路对应的电流和电压值 故电路中小灯泡两端电压为u 2 2v 电流i 0 29 a 所以功率p ui 0 6w u i图象是电子元件的一个重要标示 理解u i图象反映的是u与i的函数关系 要能从图象中看函数关系 从函数关系中画图象 尤其是同一坐标系中 电源的u i图象和电阻的u i图象交点的含义表示着该电阻接入该电源时的电压与电流 1 单选 2010年新课标卷 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8 3 10所示 图中u为路端电压 i为干路电流 a b为图线上的两点 相应状态下电源的 效率分别为 a b 由图可知 a b的值分别为 3a 4 14 1b 3 23 1c 2 12 2d 3 13 d 图8 3 10 例2 如图8 3 11所示 电源电动势e 6v 内阻r 1 电阻r1 2 r2 3 r3 7 5 电容器的电容c 4 f 开关s原来断开 现在合上开关s到电路稳定 试问这一过程中通过电流表的电量是多少 图8 3 11 热点2含容电路 r1e 1 8v q cu1 7 2 10 解析 s断开 c相当于断路 r3中无电流 c两端电压即 r2两端电压 u2 er1 r2 r r2 3v q cu2 12 10 6c 且a板带正电 b板带负电 s闭合 c两端电压即r1两端电压 由电路分析 u1 r1 r2r r外 r外 6 c 且a板带负电 b板带正电 据此通过电流表电量 q q q 1 92 10 5 c 1 解决这类问题的一般方法 通过稳定的两个 状态来了解不稳定的中间变化过程 2 只有当电容器充 放电时 电容器支路中才会有电流 当电路稳定时 电容器对电路的作用是断路 3 电路稳定时 与电容器串联的电阻为等势体 电容器的 电压为与之并联的电阻电压 2 单选 2010年安徽卷 如图8 3 12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 闭合电键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 b 图8 3 12 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 保持r1不变 缓慢增大r2时 由于r0和r2串联 r0两端的电压减小 即平行板电容器的两个极板的电压u减小 易错点 电路中功率的求解 例1 在如图8 3 13所示电路中 电源电动势e 6v 内阻不计 小灯泡l上标有 6v 0 3a 的字样 滑动变阻器r1的阻值范围是0 20 电阻r2上标有 15 4a 理想电流表a的量程为0 0 6a 求滑动变阻器功率的最大值 图8 3 13 错解分析 由于电流表允许通过的最大电流为0 6a 小灯泡的为0 3a 所以通过r1的最大电流为0 3a 这时滑动变阻器r1两端的最大电压为u1m e i1mr2 1 5v 因此滑动变阻器的最大功率为p1m i1mu1m 0 45w 正确解析 因电源内阻不计 所以l支路可以不用考虑 将r2并入电源 看成一个等效电源内阻 则r1的功率即为等效电源的输出功率 则当r1 r2 15 时 r1的功率最大 此时r1两端的电压为u1 e 2 3v r1的功率为p1m u1 r1 0 6w 且r1上的电流i1 e6 r1 r215 15 a 0 2a 不会使电流表的 电流超过最大值 2 大功率还是可变电阻的最大功率 对于定值电阻p ir 电流 越大功率越大 对于可变电阻的功率p ir 电阻是变化的 电阻增大电流往往是减小的 只有ir最大时功率才最大 对于 在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最 2 2 2 电源的输出功率 外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大 我们在解题时要具体问题具体分析 不能生搬硬套 关键是要掌握好 条件和范围 1 双选 如图8 3 14所示 用两节干电池点亮几个小 灯泡 当逐一闭合开关 接入灯泡多时 以下说法正确的是 图8 3 14 a 灯少时各灯较亮 灯多时各灯较暗b 灯多时各灯两端电压较高c 灯多时通过电池的电流较大 ac d 灯多时电池输出功率较大 1 当滑动变阻器r2的阻值为多大时 电阻r1消耗的功率 最大 2 当滑动变阻器r2的阻值为多大时 电源的输出功率最 大 3 当