高考物理一轮复习 7.2电动势、闭合电路欧姆定律课件.ppt

第二讲电动势 闭合电路欧姆定律 回扣教材夯实基础落实考点 基础自主温故 一 电动势和内阻 考点自清 1 电源 是通过非静电力做功把的能转化成 的装置 2 电动势 非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电荷量的比值e 单位 伏特符号v 其他形式 电能 3 电动势的物理含义 电动势表示电源 本领的大小 在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压 4 内阻 电源内部也是由导体组成的 也有电阻r 叫做电源的 它是电源的另一个重要参数 把其他形式的能转化成电能 内阻 基础自测 1 下列关于电源电动势的说法中正确的是 a 在某电源的电路中 每通过2c的电荷量 电源提供的电能是4j 那么这个电源的电动势是0 5vb 电源的路端电压增大时 其电源的电动势一定也增大c 无论内电压和外电压如何变化 其电源的电动势一定不变d 电源的电动势越大 电源所能提供的电能就越多 解析 由电动势的定义可知 非静电力移动单位正电荷所做的功为电动势 则该电源的电动势为2v 选项a错误 电源的电动势由电源本身决定 与外电路无关 故选项b错误 选项c正确 电源的电动势越大 电源将其他形式的能转化为电能的本领越大 但提供的能不一定多 故选项d错误 答案 c 二 闭合电路欧姆定律 考点自清 1 闭合电路 2 内 外电压的关系 e 内电压 路端电压 u外 u内 2 闭合电路的欧姆定律 1 内容 表述一 闭合电路的电流跟成正比 跟内 外电路的成反比 表述二 电动势等于内外电路之和 2 公式 i 电源的电动势 电阻之和 电势降落 基础自测 2 如图所示电路中 电源电动势e 9v 内阻r 3 r 15 下列说法中正确的是 a 当s断开时 uac 9vb 当s闭合时 uac 9vc 当s闭合时 uab 7 5v ubc 0d 当s断开时 uab 0 ubc 0 答案 ac 增大 减小 0 e 0 基础自测 3 如图所示 e为内阻不能忽略的电池 r1 r2 r3为定值电阻 s0 s为开关 与分别为电压表与电流表 初始时s0与s均闭合 现将s断开 则 答案 b 四 路端电压跟干路电流的关系 考点自清 路端电压跟电流的关系是u 用图象表示如图所示 e ir 此图象的物理意义是 1 纵轴截距 图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的 2 斜率 图线斜率的绝对值在数值上等于电源的 路端电压u随干路电流i变化的本质原因是由于电源内阻的存在 电动势 内阻 3 外电压和内电压 图中u与u 分别表示电流为i1时的外电压和内电压 从图象可以看出 i增大时 外电压u 内电压u 但二者之和保持不变 4 横轴截距 图中im等于短路电流 im 减小 增大 基础自测 4 如图所示 图象a是某一蓄电池组的伏安特性曲线 图象b是一定值电阻的伏安特性曲线 将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路 若已知该蓄电池组的内阻为2 0 则这个定值电阻的阻值为 现有4个这种规格的定值电阻 可任意选取其中的若干个进行组合 作为该蓄电池组的外电路 则所组成的这些外电路中 输出功率最大时是 w 答案 650 考点深析拓展延伸详讲精练 考点探究讲练 判断总电阻变化情况的规律 1 当外电路的任何一个电阻增大 电路的总电阻增大 外电路的任何一个电阻减小 电路的总电阻减小 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 3 分析电路 通过判断电路局部电阻的变化情况 分析电路总电阻的变化情况 再由闭合电路欧姆定律分析电路总电流 路端电压的变化情况 根据电路的连接方式 分析单个元件或局部电路的电压或电流的变化 从而使问题得到解决 闭合电路的电源电动势为e 内阻为r 如图所示 闭合电键s 当滑动变阻器的滑片p从右端滑到左端时 下列说法中正确的是 例1 a 小灯泡l1 l3变亮 l2变暗b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c 电压表v1示数变化量较小d 电压表v2示数变化量较小 思路指导 首先弄清当滑动变阻器的滑片p从右端滑到左端时 滑动变阻器接入电路的电阻如何变化 从而引起总电阻如何变化 然后要清楚电路中的电压表分别测量的是哪个元件两端的电压 判断灯泡的亮度变化时 可以分析流过灯泡的电流如何变化 也可以分析灯泡两端电压如何变化 从而明确灯泡的亮度如何变化 解析 当滑动变阻器的滑片p从右向左滑动时 滑动变阻器接入电路的电阻减小 从而使并联部分的电阻减小 电路的总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知 电路的总电流增大 路端电压减小 l2的电流增大 l2两端电压增大 即的示数增大 l2变亮 l3两端电压减小 即的示数减小 l3变暗 流过l3的电流减小 所以流过l1的电流增大 l1变亮 故选项a错误 选项b正确 u1减小 u2增大 而u u1 u2减小 故u1的减小量大于u2的增加量 选项c错误 选项d正确 答案 bd 如图所示 电动势为e 内阻为r的电源与滑动变阻器r1 定值电阻r2 r3 平行板电容器及理想电流表组成闭合电路 图中电压表为理想电压表 当滑动变阻器r1的触头向左移动一小段时 则 变式训练1 a 电流表读数增大b 电容器带电荷量增加c r2消耗的功率减小d 电压表与电流表示数变化之比不变 答案 acd 2014年天津卷 如图所示 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 例2 a 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 思路指导 平行板电容器两极板间悬浮的带电油滴受到重力和电场力处于平衡状态 当改变某一个条件时油滴仍处于静止状态 则说明极板间的电场大小和方向均没有变化 即两极板电压没变 与电容器相连的支路没有电流 所以该支路上各元件均不产生压降 结合闭合电路欧姆定律加以解决 答案 b 总结提升 含电容器电路的分析方法 1 直流电路中的电容 只有当电容器充 放电时 电容器所在支路中才会有电流 当电路稳定时 电容器对电路的作用是断路 2 极板间的电压 电容器跟与它并联的用电器的电压相等 与电容器串联的电阻不分压即电阻两端电压为零 3 充放电电流方向 在充放电时 电容器两根引线上的电流方向总是相反的 所以一般根据正极板电荷变化情况来判断电流方向 4 计算带电量的变化 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差 如果变化前后极板带电的电性改变 那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和 如图所示的电路 闭合开关s 滑动变阻器滑片p向左移动 下列结论正确的是 a 电流表读数变小 电压表读数变大b 小灯泡l变亮c 电容器c上电荷量减小d 电源的总功率变大 变式训练2 解析 滑片p向左移动时 滑动变阻器接入电路的阻值增大 变阻器两端的电压增大 电容器c极板间电压也增大 根据关系式q cu可知 电容器c上电荷量增大 选项c错 滑动变阻器接入电路的阻值增大时 外电路电阻r增大 干路电流减小 路端电压u e ir增大 所以电流表读数变小 电压表读数变大 选项a正确 小灯泡处于干路 根据p i2rl 可知 灯泡的实际功率p减小 所以小灯泡l变暗 选项b错 干路电流i变小 电源的总功率p总 ei也变小 选项d错 答案 a 1 正确区分相关电功率的含义 2 电源的输出功率 3 电源的效率 用标有 6v 3w 的灯泡l1 6v 6w 的灯泡l2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路 其中电源电动势e 9v 图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线 当其中一个灯泡正常发光时 例3 a 电流表的示数为1ab 电压表的示数约为6vc 电源输出功率为4wd 电源内阻为2 思路指导 根据两灯泡的参数 当两个灯泡串联在电动势为9v的电路中 有一个灯泡正常发光 先判断是哪个灯泡正常发光 进而确定电路中电流 灯泡l2两端的电压 根据闭合电路欧姆定律求得电源内电阻 答案 cd 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下图所示 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 变式训练3 答案 d 如图 甲是电源的u i图线 乙是电阻的u i图线 两种图线比较如下 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变化的特性图线 曲线 是一个小灯泡的伏安特性曲线 如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时 则下列说法正确的是 例4 a 电源1和电源2的内阻之比是11 7b 电源1和电源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1 2d 在这两种连接状态下 小灯泡的电阻之比是1 2 思路指导 从电源的u i图线中获取有关电源的相关参数 如电动势 内电阻等 由灯泡的u i图线与电源u i图线的交点的坐标可知 当该电源与灯泡串联成闭合电路时的路端电压和电路中电流 然后根据相关物理规律解决此题 答案 abc 如图所示 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 a 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 电源甲的内阻小于电源乙的内阻 变式训练4 答案 ac 思想方法技巧运用提升素养 学科素养提升 等效电源法 的应用等效法是把复杂的物理现象 物理过程转化为简单的物理现象 物理过程来研究和处理的一种科学思想方法 等效电源法 是把外电路部分电路与电源看做一体 该部分电路的电阻与原电源的内阻 等效 为新电源的内阻 使待解决的题变得简单 在如图所示电路中 已知电源电动势e 3v 内电阻r 1 r1 2 滑动变阻器r的阻值可连续增大 求 1 当r多大时 r消耗的功率最大 2 当r多大时 r1消耗的功率最大 例5 思路指导 r为可变电阻 当其接入电路的电阻变化时 电路中电流随之发生变化 所以直接用焦耳定律p i2r来判断r消耗的功率的最大值时比较困难 因为表达式中存在两个变量 所以这种情况下可以将r1和电源内电阻r的总电阻等效为电源的内阻 相当于一个内阻变化了的电源给r供电 求解r为何值时其消耗的功率最大 这样问题就变得简单了 r1消耗的功率p1 i2r1 由此式可知当电路中电流最大时 r1消耗的功率即为最大 答案 1 0 75w 2 2w 如图所示 电动势为e 内阻为r的电池与定值电阻r0 滑动变阻器r串联 已知r0 r 滑动变阻器的最大阻值是2r 当滑动变阻器的滑片p由a端向b端滑动时 下列说法中正确的是 变式训练5 a 电路中的电流变大b 电源的输出功率先变大后变小c 滑动变阻器消耗的功率变小d 定值电阻r