南方新高考高考物理大一轮复习 专题七 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 一 电路的串联与并联1 串 并联电路的特点 2 几个有用的结论 大于 变大 1 串联电路的总电阻 电路中任意一个电阻 电路中任意一个电阻变大时 总电阻 2 并联电路的总电阻 电路中任意一个电阻 任意 一个电阻变大时 总电阻 小于 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 变大 基础检测 1 多选 在如图7 2 1所示的电路中 通过电阻r1的电流i1 是 图7 2 1 答案 bc 二 电源的电动势和内阻 其他形式 电能 1 电源 把 的能转化为 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 电动势在数值上等于非静电力把1c正电荷从电 功 源负极通过电源内部移至正极所做的 3 电源的内阻 电源内部电路的电阻 基础检测 2 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 电动势就越大由电源内非静电力的特性决定的 的是电源的属性 由电源内部非静电力的特性决定 故a c错误 d正确 电动势的单位虽然与电压单位相同 但两者有本质的不同 b错误 答案 d 三 闭合电路的欧姆定律 闭合电路的总电阻 1 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比 跟 成反比 2 公式 i 常用表达式为e ir ir u u u e er r ir 3 意义 描述了包含电源在内的 电路中 电流与 电动势以及电路总电阻之间的定量关系 闭合 基础检测 3 某电路如图7 2 2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 图7 2 2 a 3 0v b 3 6v c 4 0v d 4 2v 解析 由于电压表的示数为路端电压 而u ir 则i ur 0 6a 由闭合电路欧姆定律可得e i r r 0 6 5 1 v 3 6v 故选项b正确 答案 b 四 闭合电路中的功率1 电源的总功率 指电源提供的全部电功率 公式为p总 ie 2 电源的输出功率 指电源提供给外电路的功率 公式为 p出 ui 3 电源的内部发热功率 指电源内阻消耗的功率 公式为 p内 i2r 比值 4 电源的效率 指用电器得到的电功率跟电源的总功率的 公式为 p出p总 100 纯电阻电路中 rr r 100 a 变大 基础检测 4 多选 2015年甘肃一模 如图7 2 3所示 r为热敏电阻 r1 r2为定值电阻 闭合电键s 电压表的示数为u 电流表的示数为i 现r所处环境温度降低 电压表的示数改变量的大小为 u 电流表的示数改变量大小为 i 则下列说法正确的是 ui b u i 变大 c 电阻r1的功率变大 d 电源的总功率变大 图7 2 3 解析 环境温度降低时 r的电阻增大 r与r1并联的电 变 故b错误 根据串联电路分压规律知u增大 则电阻r1的功率变大 故c正确 电源的总功率p ei i减小 则电源的总功率变小 故d错误 答案 ac 考点1闭合电路的动态分析方法 重点归纳1 程序法 基本思路是 局部 整体 局部 分析步骤如下 2 极限法 因变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题 可以将变阻器的滑片分别移动到两个极端去讨论 此时要注意是否出现极值情况 即变化是否为单调变化 3 口诀法 该类型的题目可以总结出 串反并同 的实用技巧 在某一闭合电路中 在电源内阻不可忽略的条件下 如果只有一个电阻变化 该电阻增大 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 典例剖析例1 多选 2015年湖南长沙四校联考 如图7 2 4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 下列说法中正确的是 图7 2 4 a 电压表b 电压表c 电压表d 电压表 的读数减小 电流表的读数增大 电流表的读数减小 电流表的读数增大 电流表 的读数增大的读数减小的读数增大的读数减小 解析 滑动变阻器滑片p向右端移动 使得rp变小 总电 阻变小 总电流变大 即电流表 的读数增大 内电压变大 r1 所分电压变大 并联电路电压即电压表端电压变小 通过r3的电流变小即电流表 的读数变小 即r3两的读数减小 由于 总电流增大 所以经过另外一个支路即经过r2的电流变大 r2 的读数增大 a d正确 两端电压变大 即电压表答案 ad 备考策略 动态问题的分析一定要掌握分析的顺序 一般由局部 r的变化 全局 i总 u端的变化 局部 u分 i分的变化 来推理 注意干路中的电流大小是连接内 外电路的桥梁 考点练透 1 多选 2014年上海卷 如图7 2 5所示 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 示数变化量的绝对值分别为 v1 v2 v3 理想电流表 示数变化量的绝对值为 i 则 a b 的示数增大的示数增大 c v3与 i的比值大于r 图7 2 5 d v1大于 v2答案 acd 考点2含电容器电路的分析 重点归纳 1 除充 放电过程 含有电容器的支路看做断路 简化电路 时可以去掉 求电荷量时再在相应位置补上 2 电路稳定后 与电容器同支路的电阻相当于导线 3 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 4 在直流电路中 如果串联或并联了电容器 应该注意在与电容器串联的电路中没有电流 所以电阻不起降低电压的作用 但电容器两端可能出现电势差 如果电容器与电源并联 电路中有电流通过 电容器两端的充电电压不是电源电动势e 而是路端电压u 5 在含容电路中 当电路发生变化时 除了要判断和计算电容器两端的电压外 还必须要判断电容器极板上极性的变化 防止出现电容器先放电后反向充电的现象 含容电路问题的解题思路 典例剖析例2 多选 2015年东北三校二模 如图7 2 6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 图7 2 6 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 思维点拨 根据电路结构 s断开时 整个电路断路 a b分别与电源的负 正极等势 c1 c2板间电压等于电源的电动势 s闭合时 r1 r2与电源构成简单的串联电路 c1 c2分别与r1 r2并联 解析 s断开时外电路处于断路状态 两电阻中无电流通过 电阻两端电势相等 由图知a点电势与电源负极电势相等 而b点电势与电源正极电势相等 a错误 s断开时两电容器两端电压都等于电源电动势 而c1 c2 由q cu知此时q1 q2 当s闭合时 稳定状态下c1与r1并联 c2与r2并联 电 路中电流i er1 r2 2a 此时两电阻两端电压分别为u1 ir1 6v u2 ir2 12v 则此时两电容器所带电荷量分别为q1 c1u1 3 6 10 5c q2 c2u2 3 6 10 5c 对电容器c1来说 s闭合后其两端电压减小 所带电荷量也减小 故b c正确 d错误 答案 bc 考点练透 2 多选 2016年广东佛山质检 在如图7 2 7所示的电路中 开关闭合后 灯泡l能正常发光 当滑动变阻器的滑片向右移动 时 下列判断正确的是 图7 2 7 a 滑动变阻器r的阻值变小c 电源消耗的功率增大 b 灯光l变暗d 电容器c的电荷量增大 解析 滑动变阻器的滑片向右移动时 其电阻r增大 流过r的电流减小 灯泡l变暗 故a错误 b正确 由p总 ei知电源消耗的功率减小 c错误 电容器c上电压为路端电压 由u路 e ir知路端电压增大 即电容器c上的电荷量增大 d正确 答案 bd 考点3闭合电路的功率和效率 重点归纳 电源的功率和效率 续表 由p出与外电阻r的关系图象可知 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 典例剖析 例3 如图7 2 8所示 已知电源电动势为6v 内阻为1 保护电阻r0 0 5 求 1 当电阻箱r读数为多少时 保护电阻r0消耗的电功率最 大 并求这个最大值 2 当电阻箱r读数为多少时 电阻箱r消耗的功率pr最 大 并求这个最大值 3 若电阻箱r的最大值为3 r0 5 求 当电阻箱r读数为多少时 电阻箱r的功率最大 并求这个最大值 4 求电源的最大输出功率 图7 2 8 考点练透 3 如图7 2 9所示 电源电动势e 2v 内阻r 1 电阻r0 2 可变电阻的阻值范围为0 10 求可变电阻为多大时 r上消耗的功率最大 最大值为多少 图7 2 9 方法电路中的图象 1 两种图象的比较 续表 上某点的斜率不表示元件的电阻大小 电阻r应为 该点坐标 2 对图象的分析 1 分析图象问题时 一定要明确图线的含义 确定两坐标 轴表示的物理意义 2 如果电阻u i图线为曲线 则元件为非线性元件 图线 u i 值之比 例4 如图7 2 10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7 2 10 b 灯泡l1的额定电压为3v 额定功率为6w c 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 a错误 因为灯l1正常发光 故灯l1的额定电压为3v 额定功率为p ui 3 2w 6w b正确 正常工作时 灯l1的近电源内阻r 故电源的输出功率将变大 c错误 虽然灯泡l1的u i图线是一条曲线 但由于小灯泡为纯电阻 所以欧姆定律仍适用 d错误 答案 b 备考策略 1 电源u i图线的纵坐标u不以零开始的话 横轴的截距小于短路电流 但直线的斜率的绝对值仍为电源的内阻 2 电源和电阻的u i图线的交点表示该电源与电阻组成回 路的该电阻的工作电压和工作电流 触类旁通 2015年山东济南外国语检测 如图7 2 11甲所示的电路中 r1 r2均为定值电阻 且r1 100 r2阻值未知 r3为一滑动变阻器 当其滑片p从左端滑至右端时 测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示 其中a b两点是滑片p在变阻器的两个不同端点得到的 求 1 电源的电动势和内阻 2 定值电阻r2的阻值 3 滑动变阻器的最大阻值 20 甲 乙 图7 2 11解 1 题图乙中ab延长线 交u轴于20v处 交i轴于 1 0a处 所以电源的电动势为e 20v 内阻r ei短 2 当p滑到r3的右端时 电路参数对应图乙中的b点 即u2 4v i2 0 8a 得r2 u2i2 5 3 当p滑到r3的左端时 由图乙知此时u外 16v i总 0 2a 所以 滑动变阻器的最大阻值为r3 300 模型电桥两类电桥问题 图7 2 12 2 如图7 2 13所示 对于含有电容器的电桥问题 uc a b 如 a b 则上极板带正电荷 反之下极板带正电荷 图7 2 13 例5 如图7 2 14所示电路 电源的电动势e 10v 内阻不计 电阻r1 r2 r3 2 r4 6 电容