教科版物理高考第一轮复习——闭合电路欧姆定律的应用问题（学案）

1、.年 级高三学 科物理版 本教育科学版内容标题高考第一轮复习闭合电路欧姆定律的应用问题【本讲教育信息】一、教学内容：高考第一轮复习闭合电路欧姆定律问题综合二、学习目的：1、掌握欧姆定律问题的根本应用问题。2、重点掌握闭合电路的动态分析问题、含容电路问题的解题思路。3、重点掌握闭合电路的功率、电流、电阻的极值问题的分析方法和思路。考点地位：本知识点是高中电学理论的核心内容，在历年的高考中占有重要的位置。在考察形式上，既可以通过选择的形式考察单一的知识点，也可以通过一个模型片断的形式综合于大型的计算题中，09年广东卷第10题、08年广东卷第7题、07年宁夏理综卷第17题、均通过选择题的形式重点考察

2、了全电路中的功率问题，动态分析问题，2019年的重庆理综卷第23题，那么是通过小型计算的形式考察了功率的极值问题.三、重难点解析： 一电动势1. 物理意义：电动势是描绘电源把电能以外其他形式的能转化为电能的本领的物理量。2. 定义式：E=W/Q. 数值上等于电源可以为单位电量C的电荷提供的电势能J。单位为V。3. 理解要点1电动势等于电源开路时正、负极间的电压。2电动势等于内、外电路电压之和。3电动势和电压的异同电动势是表示电源内抑制非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极挪动到正极所做的功。而电压是描绘电能转化为其他形式能量的物理

3、量，在数值上等于电场力在外电路移送单位正电量所做的功。电动势是由电源本身的性质决定，与外电路的构造无关，电路两端的电压不仅与电源有关，还与电路的详细构造有关。问题1、电动势问题：关于电源电动势的说法，正确的选项是 A. 电动势是表征电源把其他形式的能转变为电能的本领的一个物理量B. 电动势是数值上等于外电路断开时两极间的电压，亦等于电路中通过1C电量时，电源所提供的能量C. 外电路接通时，电源电动势等于内、外电路上的电压之和D. 由于内外电路上的电压随外电路电阻的改变而改变，因此，电源电动势跟外电路电阻有关变式1、将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6

4、C的电荷流过时，求：1有多少其他形式的能转化为电能。2外电路中有多少电能转化为其他形式的能。3内电路中有多少电能转化为其他形式的能。解析：由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1C电荷，有3J其他形式的能转化为电能。也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转为电能；在电路中，电场力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。1，电源中共有18J其他形式的能转化为电能。2，外电路中共有14.4J电能转化为其他形式的能。3内电压所以，内电路中共有3.6J电能转化为其他形式的能，也可由能量守恒求出：。二闭合电路欧姆定律1. 内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成

5、正比，跟整个电路中的电阻成反比. 2. 表达式：或注意式只适用于外电路为纯电阻电路的情形。式、式对外电路无限制，适用一切电路. 3. 路端电压与外电阻的关系1当外电阻R增大时，路端电压U增大. 当外电阻R减小时，U减小。2当外电路断开时，R，I=0，U=E。3当外电路短路时，R0， 路端电压U随外阻R的变化关系如下图. 4电源的外特性曲线即UI图线因为UEIr，故U随I的增大而减小，它们的关系曲线如下图. 直线的斜率的绝对值表示电源内阻r，纵轴的截距为电源的电动势E，横轴的截距为短路电流. 在图线上每一点的坐标的乘积为电源的输出功率. 4. 电源的有关功率和电源的效率1电源的总功率：P总IE2

6、电源的输出功率：P出=IU3电源的内部发热功率：PI2r4电源的效率：，外电阻R越大，电源的效率越高但不会超过100电源效率随外电阻的变化关系如下图. 5在闭合电路中，假设电源内阻恒定，且外电路是纯电阻电路，当内、外电阻相等时电源输出最大功率，此时50，当R时，100，但此时P0，故无实际意义. 电源输出功率随外电阻R变化关系如下图. 由图可知某一非最大电源输出功率总与两个不同外电阻值对应，且一个大于内阻r，一个小于内阻r，存在关系式. 问题2、闭合电路的功率分配关系：如下图，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中不正确的选项是A. 当时，R2上获得最大功率

7、B. 当时，R1上获得最大功率C. 当时，电源的效率最大D. 当时，电源的输出功率最大答案：BCD变式2、在如下图的电路中，电池电动势E=5V，内阻r=10，固定电阻R=90，R0是可变电阻，在R0由0增加到400的过程中，求：1可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率。2电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。答案：1回路中电流，那么R0上热功率当R0=100时，P1有最大值，2内阻r和固定电阻R上消耗的热功率之和为当R0=400时，P2有最小值，变式3、如下图的电路中，虚线框内的各元件的数值未知，当它的输出端a、b分别连接不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数. 1请通过计算

8、完成以下表格. 电流表示数/A10.60.4连接的电阻/W10181182a、b连接电阻R的阻值为多大时，电阻R的电功率最大？最大功率为多少？解析：如下图，将虚线框部分等效为一个电源，设该电源的电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律，有。1由表格可知，当R=10时，时，I=0.6A。代入上式，联立求解可以得到：，故，所以I=0.4A时，R=28；R=118时，I=0.1A，即表格的空格从左到右依次应填28、0、1。2电阻R的电功率：，由不等式性质知：当2时，其电功率最大，最大功率为：问题3、闭合电路的动态分析问题：如下图，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，

9、三个灯泡都能正常工作。假如再合上S2，那么以下表述正确的选项是 A. 电源输出功率减小B. L1上消耗的功率增大C. 通过R1上的电流增大D. 通过R3上的电流增大答案：C变式4、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如下图的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，以下说法正确的选项是 A. 电压表和电流表读数都增大B. 电压表和电流表读数都减小C. 电压表读数增大，电流表读数减小D. 电压表读数减小，电流表读数增大答案：A变式5、在如下图电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示

10、，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U2表示。以下比值正确的选项是A. 不变B. I减小，U1减小C. U2不变，U3增大D. I增大，U2增大答案：AB小结：直流电路动态分析的根本思路流程：问题4、含容电路问题分析：如下图的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0，电阻30，电容器的电容。电容器原来不带电，求接通开关K后流入R4的总电荷量。解析：根据题意当开关K接通稳定后，电路的连接形式：电阻R2、R3串联后与电阻R1并联接在电源两端其等效电路图如图。含有电阻R4和电容器C的那条支路是断路，所以外电路的总电阻：，代入数据得总电阻R=8，再根据闭合电路欧姆定律得干路中电流：，代

11、入数据得：；路端电压：，代入数据得路端电压：U=；根据电阻R2、R3串联分压得电阻R3两端电压：，代入数据得U2=2V，所以电容器C两端的电压即为2V，所以电容器带电荷量：Q=CU2，代入数据得：，那么电容器所带的电荷量就是通过电阻R4的电荷量，所以通过电阻R4的电荷量为。变式6、如下图，E=6V，r=1，开关S开场处于断开状态，以下说法中正确的选项是 A. 开关S闭合的瞬间，电流表的读数为0.5AB. 开关S闭合的瞬间，电压表的读数为5.5VC. 开关S闭合后经一段时间，再将开关S迅速断开，那么通过R2的电量为D. 以上说法都不正确答案：C小结：当直流电路稳定后，电容器所在支路可看成是断路，简化电路时可去掉它，同时要注意以下几点：1电路稳定后，