2020版高考物理一轮复习第7章恒定电流第2讲电路闭合电路欧姆定律课件VIP

第2讲电路闭合电路欧姆定律 知识排查 电阻的串联 并联 1 基本概念 规律 闭合电路的欧姆定律 2 路端电压与外电阻的关系 3 路端电压跟电流的关系 1 关系式 u e ir 2 用图象表示如图1所示 其中纵轴截距为 横轴截距为 斜率的绝对值为 电动势 短路电流 内阻 图1 小题速练 1 思考判断 1 闭合电路中的电流跟电源电动势成正比 跟整个电路的电阻成反比 2 当外电阻增大时 路端电压也增大 3 闭合电路中的短路电流无限大 4 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 5 电动势就等于电源两极间的电压 6 闭合电路中外电阻越大 路端电压越小 7 在闭合电路中 外电阻越大 电源的输出功率越大 8 电源的输出功率越大 电源的效率越高 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 人教选修3 1 p63 t1 一个电源接8 电阻时 通过电源的电流为0 15a 接13 电阻时 通过电源的电流为0 10a 则电源的电动势和内阻分别为 a 2v1 5 b 1 5v2 c 2v2 d 1 5v1 5 解析由闭合电路欧姆定律得e i1 r1 r e i2 r2 r 代入数据联立得r 2 e 1 5v 答案b 3 人教选修3 1 p52 t4改编 如图2是有两个量程的电压表 当使用a b两个端点时 量程为0 10v 当使用a c两个端点时 量程为0 100v 已知电流表的内阻rg为500 满偏电流ig为1ma 则电阻r1 r2的值 图2a 9500 90000 b 90000 9500 c 9500 9000 d 9000 9500 答案a 串联和并联电路 1 几个有用的结论 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变大时 总电阻变大 2 并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻 任意一个电阻变大时 总电阻变大 3 某电路中无论电阻怎样连接 该电路消耗的电功率p总等于各个电阻消耗的电功率之和 2 电表的改装 1 电压表和电流表的电路结构 图3 典例 有两个相同的灵敏电流计 允许通过的最大电流 满偏电流 为ig 1ma 表头电阻rg 20 若改装成一个量程为0 3v的电压表和一个量程为0 0 6a的电流表应分别 a 串联一个2980 的电阻和并联一个0 033 的电阻b 并联一个2990 的电阻和串联一个0 033 的电阻c 串联一个2970 的电阻和并联一个0 05 的电阻d 并联一个2970 的电阻和串联一个0 05 的电阻 解析若改装成一个量程为0 3v的电压表需串联一个分压电阻 由u ig r rg 得 所串联的分压电阻阻值r 2980 若改装成一个量程为0 0 6a的电流表需并联一个分流电阻 由igrg i ig r得 所并联的分流电阻阻值r 0 033 故a选项正确 答案a 1 如图4所示电路 开关s断开和闭合时电流表示数之比是1 3 则可知电阻r1和r2之比为 a 1 3b 1 2c 2 1d 3 1 图4 答案c 2 用两个相同的小量程电流表 分别改装成了两个量程不同的大量程电流表a1 a2 若把a1 a2分别采用串联或并联的方式接入电路 如图5所示 则闭合开关后 下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是 图5a 图 a 中的a1 a2的示数相同b 图 a 中的a1 a2的指针偏角相同c 图 b 中的a1 a2的示数和偏角都不同d 图 b 中的a1 a2的指针偏角相同 解析大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的 当a1 a2并联时 由于a1 a2的电阻不同 通过a1 a2的电流不等 a1 a2的示数不同 但通过每个小量程电流表的电流相同 故指针偏角相同 a错误 b正确 当a1 a2串联时 通过a1 a2的电流相同 故示数相同 但a1 a2的量程不同 故指针偏角不同 c d错误 答案b 电路动态分析的方法 闭合电路欧姆定律及动态分析 典例 2018 河北石家庄模拟 如图6所示电路中 l1 l2为两只完全相同 阻值恒定的灯泡 r为光敏电阻 光照越强 阻值越小 闭合电键s后 随着光照强度逐渐增强 图6a l1逐渐变暗 l2逐渐变亮b l1逐渐变亮 l2逐渐变暗c 电源内电路消耗的功率逐渐减小d 光敏电阻r和l1消耗的总功率逐渐增大 解析当光照增强时 光敏电阻的阻值减小 电路的总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可得 电路中总电流增大 则l2逐渐变亮 u内 ir增大 由u e ir可知 路端电压减小 l2两端的电压增大 则l1两端的电压减小 故l1逐渐变暗 故选项a正确 b错误 电路中总电流增大 由p i2r知电源内电路消耗功率逐渐增大 故选项c错误 将l2看成电源内电路的一部分 光敏电阻r和l1消耗的总功率是等效电源的输出功率 由于等效电源的内阻大于外电阻 所以当光敏电阻的阻值减小 即外电阻减小时 等效电源的内 外电阻相差更大 输出功率减小 则光敏电阻r和l1消耗的总功率逐渐减小 故选项d错误 答案a 1 如图7所示的电路 闭合电键s 待电路中的电流稳定后 减小r的阻值 则 图7a 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 解析题图中的电路结构是r1与r先并联 再与r2串联 故r r总 i干 u内 u外 r2两端电压u2 i干r2 u2增大 所以r与r1的并联电压减小 读数减小 a c d错误 b项正确 答案b 2 如图8所示电路 电源内阻不能忽略 闭合开关s 当滑动变阻器的滑片p向右滑动时 下列判断正确的是 图8 答案a 3 如图9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 闭合电键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是 图9a 增大r1的阻值b 增大r2的阻值c 增大两板间的距离d 断开电键s 答案b 电源的功率和效率 电源的功率和效率问题 典例 如图10所示 已知电源电动势为6v 内阻为1 保护电阻r0 0 5 则当保护电阻r0消耗的电功率最大时 这个电阻箱r的读数和电阻r0消耗的电功率的最大值为 图10a 1 4wb 1 8wc 08wd 0 5 8w 答案c 拓展延伸1 若 典例 中的条件不变 则当电阻箱r的读数为多少时 电阻箱r消耗的功率pr最大且这个最大值为 a 1 6wb 0 5 8wc 1 1 5wd 1 5 6w 答案d 拓展延伸2 在 典例 中 若电阻箱r的最大值为3 r0 5 则当电阻箱r读数为多少时 电阻箱r的功率最大且这个最大值为 答案c 拓展延伸3 若 典例 中的条件不变 则电源的最大输出功率为 a 3wb 4wc 5wd 9w 答案d 拓展延伸4 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路 测得电阻箱所消耗功率p随电阻箱读数r变化的曲线如图11所示 由此可知 图11 a 电源最大输出功率可能大于45wb 电源内阻一定等于5 c 电源电动势为45vd 电阻箱所消耗功率p最大时 电源效率大于50 答案b 两类图象的比较 两类u i图象的比较和应用 1 如图12所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的u i图象 则下列说法中正确的是 a 电动势e1 e2 短路电流i1 i2b 电动势e1 e2 内阻r1 r2c 电动势e1 e2 内阻r1 r2d 当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压变化较大 图12 解析由题图可知两电源的u i图线交纵轴于一点 则说明两电源的电动势相同 交横轴于两不同的点 很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流 则a项错误 又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值 即电源2的内阻大于电源1的内阻 则可知b c项错误 由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时 电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量 可知d项正确 答案d 2 如图13所示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 图13a 电源的电动势为5 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d 3 如图14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 则下列说法中正确的是 图14 答案b 科学思维 电路故障问题的处理方法 1 故障特点 1 断路特点 断路部分电路中电流为零 而电压不为零 因此 若外电路中某两点间电压不为零 电流为零 则两点间有断点 而这两点与电源的两极之间无断点 2 短路特点 表现为有电流通过而某元件两端电压为零 2 故障分析方法 1 电表检测法仪器 电压表 测串联电路 电流表 测并联电路 欧姆表 测某部分电阻 优先考虑使用电压表 电压表检测 条件 电源与外电路接通 类型1电表测量法 例1 二极管具有单向导电性 当正极接电源正极 正接 时二极管导通 电流可以通过二极管 且二极管的阻值很小 可忽略 当负极接电源正极 反接 时二极管截止 阻值很大 电流为零 为了验证二极管的这一特性 将其接入如图15所示电路cd之间的d处 闭合开关时灯不亮 经初步检查各接线均牢固正确 为了确定电路故障的位置 四位同学各自进行了以下操作 图15 由此可判断 a 同学1的操作说明故障在a b之间b 同学2的操作说明故障在b c之间c 根据同学1 3的操作即可判断故障的原因是二极管正 负极接错d 根据同学2 4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开 解析同学1的操作结果中 电压为零的点为b c 黑表笔与电源是断开的 电压为6v的点d e与电源是相通的 说明故障只在c d之间 选项a错误 同学2的操作结果与同学1相同 选项b错误 同学3的操作说明二极管的正极接在d点 被反接了 结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正 负极接错 选项c正确 由于二极管正 负极接错 同学4的操作测定的是二极管的反向电阻 应该很大 并不能表明二极管已损坏断开 选项d错误 答案c 类型2现象判断法 例2 在如图16所示的电路中 闭合开关s后 l1 l2两灯泡都正常发光 后来由于某种故障使l2突然变亮 电压表读数减小 由此推断 该故障可能是 图