高考物理一轮总复习 专题8 恒定电流 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用课件.ppt

第2讲闭合电路欧姆定律及其应用 考纲解读 1 熟练掌握串 并联电路的特点 并能分析 计算 2 理解闭合电路欧姆定律 并能进行电路的动态分析和计算 一 串 并联电路的特点1 特点对比 考点o讲堂梳理自查 i1 i2 in i1 i2 in u1 u2 un u1 u2 un r1 r2 rn 2 几个常用的推论 1 串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻 2 并联电路的总电阻 其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 3 无论电阻怎样连接 每一段电路的总耗电功率p总是等于各个电阻耗电功率之和 4 无论电路是串联还是并联 电路中任意一个电阻变大时 电路的总电阻变大 大于 小于 二 电源的电动势和内阻1 电动势 1 定义 电动势在数值上等于非静电力把1c的 在电源内从 移送到 所做的功 2 表达式 e 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 2 内阻 电源内部也是由导体组成的 也有电阻 叫作电源的 它是电源的另一重要参数 正电荷 负极 正极 内阻 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 跟内 外电路的电阻之和成 2 公式 1 i 只适用于纯电阻电路 2 e 适用于任何电路 正比 反比 u外 u内 3 路端电压u与电流i的关系 1 关系式 u 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 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 e ir 电源电动势 短路电流 内阻 1 对串并联电路的考查 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 ac 解析 当cd端短路时 r2与r3并联再与r1串联 ab之间的等效电阻为40 a正确 同理可得b错误 当ab两端接通测试电源时 r1 r3串联 r2无效 cd两端的电压就等于r3分得的电压 可以求得为80v c正确 同理可得d错误 2 对电源电动势的考查 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 电源不接入电路时 电源两极间的电压大小等于电动势 答案 d 解析 电源电动势与非静电力做功及通过的电荷量无关 选项a c错误 电动势不是两极间的电压 选项b错误 电源与电路断开时 电源两极间的电压大小等于电动势 选项d正确 3 对闭合电路欧姆定律的考查 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 考点1电路中的功率及效率问题 练1 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 abc 解析 当滑动变阻器的滑片p向右移动时 接入电路的电阻变大 整个回路的电流变小 电源内部损耗的功率p内 i2r一定减小 c项正确 总功率p ei一定减小 a项正确 而内电压降低 外电压升高 电源的效率增大 b项正确 当内电阻等于外电阻时 输出功率最大 此题中无法知道内 外电阻的大小关系 因此d项错误 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 考点2电路动态分析 3 在如图所示的分压电路中 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 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 有相同的一股电流流过 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 无相同的一股电流流过 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 3 分析思路 例2 多选 2014年上海卷 如图 电路中定值电阻阻值r大于电源内阻阻值r 将滑动变阻器滑片向下滑动 理想电压表v1 v2 v3示数变化量的绝对值分别为 u1 u2 u3 理想电流表a示数变化量的绝对值为 i 则 a a的示数增大b v2的示数增大c u3与 i的比值大于rd u1大于 u2思路剖析 1 电流表a测的是哪部分电流 2 v1 v2 v3分别测量哪部分电压 答案 acd 练2 多选 2017届武汉模拟 如图所示电路中 电源内阻不能忽略 两个电压表均为理想电表 当滑动变阻器r2的滑动触头p移动时 关于两个电压表v1与v2的示数 下列判断正确的是 a p向a移动 v1示数增大 v2的示数减小b p向b移动 v1示数增大 v2的示数减小c p向a移动 v1示数改变量的绝对值小于v2示数改变量的绝对值d p向b移动 v1示数改变量的绝对值大于v2示数改变量的绝对值 答案 ac 解析 p向a移动 r2连入电路的电阻减小 根据 并同串反 可知v2示数减小 v1示数增大 u内增大 a项正确 同理 b项错误 由e u内 u外 u内 uv1 uv2 电源电动势不变可得 u内示数改变量绝对值与v1示数改变量绝对值之和等于v2示数改变量绝对值 c项正确 同理 d项错误 当电路中任一部分发生变化时 将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化 可谓 牵一发而动全身 解答此类问题的一般思路为 1 先总后分 先判断总电阻和总电流的变化 再判断各支路电阻和电流的变化 2 先干后支 先判断干路部分 再分析支路部分 3 先定后变 先分析定值电阻所在的支路 再分析变化电阻所在的支路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法1 通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程 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 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两端的电压 考点3含电容电路 4 在计算电容器的带电荷量变化时 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差 如果变化前后极板带电的电性相反 那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和 例3 多选 如图所示 c1 6 f c2 3 f r1 3 r2 6 电源电动势e 18v 内阻不计 下列说法正确的是 a 开关s断开时 a b两点电势相等b 开关s闭合后 a b两点间的电流是2ac 开关s断开时 c1带的电荷量比开关s闭合后c1带的电荷量大d 不论开关s断开还是闭合 c1带的电荷量总比c2带的电荷量大思路剖析 1 开关s断开时的简化电路图是怎样的 电容器c1 c2两端的电压与电源电动势有什么关系 2 开关s闭合时的简化电路图是怎样的 电容器c1 c2两端的电压为哪一个电阻两端的电压 答案 bc 练3如图所示 a和b为竖直放置的平行金属板 在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球 开始时开关s闭合且滑动变阻器的滑动头p在a处 此时绝缘线向右偏离竖直方向 电源的内阻不能忽略 下列判断正确的是 a 小球带负电b 当滑动头从a向b滑动时 绝缘线的偏角 变大c 当滑动头从a向b滑动时 电流表中有电流 方向从上向下d 当滑动头停在b处时 电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率 答案 c 解析 根据电路可知a板电势高于b板电势 ab间电场强度方向水平向右 小球受电场力也水平向右 故小球带正电 故a项错误 当滑动头从a向b滑动时 路端电压减小 故r1两端的电压减小 极板间电场强度随之减小 故绝缘线的偏角变小 故b项错误 当极板间电压减小 极板的带电量将减小而放电 又由于a板带正电 故放电电流从上向下流过电流表 故c项正确 由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定 所以无法判断电源的输出功率变化的规律 故d项错误 1 电源和电阻u i图象的比较 微课堂 u i图象的意义及应用 例4有两个电阻r1和r2 现已测出r1和r2的伏安特性图线分别如图所示 将这两个电阻串联 然后接在电动势e 6 0v 内电阻r0 2 4 的电源的两极上 1 在图上用实线画出r1 r2串联 作为一个整体 后的伏安特性曲线和该电源的i u图线 不需写作图步骤和理由 2 接通电路后 流过r1的电流i1 电阻r2消耗的功率p2 练4 多选 在如图所示的u i图象中 直线 为某一电源的路端电压与电流的关系图线 直线 为某一电阻r的u i图线 用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路 由图象可知 a 电源的电动势为3v 内阻为0 5 b 电阻r的阻值为1 c 电源的输出功率为4wd 电源的效率为50 答案 abc 解答图象问题应注意三点1 搞清图象研究的是什么 并根据题目所反映的物理规律确定物理量之间的函数关系 2 明确图象的物理意义 识别横坐标 纵坐标所代表的物理量及其物理意义 明确物理图象的交点 线段 截距 峰值 斜率 面积 等的物理意义 3 对图象进行分析 比较 判断 找出规律得出结论 热点题组一闭合电路的功率1 2017届宁德模拟 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 d 模拟精选 组合专练 2 2017届忻州月考 某同学设计了一个转向灯电路 如图所示 其中l为指示灯 l1 l2分别为左 右转向灯 开关s为单刀双掷开关 e为电源 当开关s置于位置1时 以下判断正确的是 a l1的功率小于额定功率b l1亮 其功率等于额定功率c l2亮 其功率等于额定功率d 含l支路的总功率较另一支路的大 答案 a 热点题组二电路动态分析3 2017届长春模拟 在如图所示的电路中 e为电源电动势 r为电源内阻 r1和r3均为定值电阻 r2为滑动变阻器 当r2的滑动触点在a端时合上开关s 此时三个电表a1 a2和v的示数分别为i1 i2和u 现将r2的滑动触点向b端移动 则三个电表示数的变化情况是 a i1增大 i2不变 u增大b i1减小 i2增大 u减小c i1增大 i2减小 u增大d i1减小 i2不变 u减小 答案 b 解析 r2的滑动触点向b端移动 r2的接入电路中的电阻减小 总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知干路电流i增大 内电压u内 ir增大 外电压u外 e u内减小 即电压表的读数减小 r3的电压增大 并联电压减小 r1的电流减小 r2的电流增大 故选项b正确 4 多选 2017届长沙模拟 如图所示电路中 电源电动势为e 电源内阻为r 串联的固定电阻为r2 滑动变阻器的总电阻是r1 电阻大小关系为r1 r2 r 则在滑动触头从a端移到b端的过程中 下列描述正确的是 a 电路的总电流先减小后增大b 电路的路端电压先增大后减小c 电源的输出功率先增大后减小d 滑动变阻器r1上消耗的功率先减小后增大 答案 ab 解析 当滑动触头从a端移到b端的过程中 r1接入电路的电阻 实际上是rap与rbp的并联电阻 先增大后减小 所以电路中的电流先减小后增大 路端电压先增大后减小 选项a b均对 因为r外总大于r 由电源的输出功率p随r外变化的图象知 电源的输出功率先减小后增大 选项c错 将r2 r视为电源内阻 r1消耗的功率即为等效电源的输出功率 当外电阻先增大后减小 且总小于等效电源的内阻时 r1消耗的功率先增大后减小 选项d错 热点题组三含容电路5 2017届襄阳模拟 如图所示 两平行金属板间带电质点p处于静止状态 不考虑电流表和电压表对电路的影响 当滑动变阻器r4的滑片向b端移动时 则 a 电压表读