202X_202X学年高考物理主题2电路及其应用微型专题5闭合电路欧姆定律的应用课件（必修3）

1、微型专题5闭合电路欧姆定律的应用主题2电路及其应用学科素养与目标要求物理观念：1.进一步熟练掌握闭合电路欧姆定律及串、并联电路的特点.2.熟练掌握闭合电路中的功率和相关物理量的关系.科学思维：1.学会分析闭合电路动态问题的方法.2.会计算闭合电路的功率，借助公式和图象，分析求解电源的最大输出功率.3.学会含容电路的分析方法.NEIRONGSUOYIN内容索引达标检测检测评价 达标过关微型专题练克难解疑 精准高效重点探究启迪思维 探究重点重点探究一、闭合电路的动态分析闭合电路动态问题的分析方法(1)程序法分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；由局部电阻变化判断总电阻的

2、变化；由I 判断总电流的变化；据UEIr判断路端电压的变化；由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化.(2)结论法“并同串反”“并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.例1(2018无锡市江阴四校高二期中)如图1所示，电源电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器滑动触头向上端移动时A.电压表

3、的读数增大，电流表的读数减小B.电压表和电流表的读数都增大C.电压表和电流表的读数都减小D.电流表的读数增大，电压表的读数减小解析当滑动变阻器的滑动触头向上端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，由闭合电路欧姆定律知总电流I减小，路端电压UEIr增大，则电压表的示数增大；电阻R2两端的电压U2EI(rR1)增大，流过电阻R2的电流I2增大，则流过电流表的电流I3II2减小，即电流表的读数减小，故A正确，B、C、D错误.图图1学科素养例1回顾了闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的相关知识，并用于分析闭合电路动态问题.一方面让学生对物理规律的认识更加深刻，另一方面也让学生进一步了解了

4、闭合电路中的各物理量之间的关系，这很好的体现了“物理观念”和“科学思维”的学科素养.针对训练1(2018聊城市期末)如图2所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是A.电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮D.电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗图图2解析当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由I 知总电流增大，通过L2的电流增大，L2变亮；由U并EI(RL2r)知，变阻器与L1并联部分电压减小

5、， 示数变小，L1变暗，D正确.二、闭合电路的功率1.电源的总功率P总EI；电源内电阻消耗的功率P内U内II2r；电源输出功率P出U外I.2.对于纯电阻电路，电源的输出功率图图3功率随外电阻变化曲线如图3所示.3.电源的效率指电源的输出功率与电源的总功率之比，100%，所以当R增大时，效率提高.当Rr(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高.例2如图4所示，电路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻器的最大阻值为10 .(1)变阻器接入电路的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？图图4解析此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率

6、.即当RrR02 时，R消耗功率最大为：(2)变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？解析定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：PI2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R0时，R0上消耗的功率最大：功率最大值的求解方法1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内阻损耗功率均最大.2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大.3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大.总结提升总结提升例3如图5所示，线段A为某电源的UI图线，线段B为某电阻的UI图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，

7、求：(1)电源的输出功率P出为多大？图图5答案4 W从B图线中可读出外电阻R1 .则电源的输出功率P出I2R4 W(2)电源内部损耗的电功率是多少？答案2 W解析电源内部消耗的功率P内I2r2 W，(3)电源的效率为多大？答案66.7%解析电源的总功率P总IE6 W，1.稳定电路的UI图象有两种：一是电源的UI图象(如图6中a)；二是用电器的UI图象，而用电器的UI图象又分两类：线性(图中b)和非线性(图中c).总结提升总结提升图图62.两种图象的交点坐标表示该用电器单独与电源串联的工作电流和路端电压(也是用电器两端的电压).如图，电源的输出功率分别为PbU1I1，PcU2I2.三、含电容器电

8、路的分析与计算1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.2.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.3.根据公式QCU或QCU，求电荷量及其变化量.例4如图7所示，电源电动势E10 V，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；图图7答案1 A解析S闭合后，电路稳定时，R1、R2串联，(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量.答案1.2104 C解析S闭合时，电容器两端电

9、压UCU2IR26 V，储存的电荷量QCUC.S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QCUC.电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才发生的，这只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量.提示：注意分析S闭合前、后电容器极板上的电压值及极板带电的正、负.针对训练2(2018无锡市江阴四校高二期中)如图8所示的电路中，已知电容C1C2，电阻R1R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是A.电容器C1的电荷量增多，电容器C2的电荷量减少B.电容器C1的电荷量减少

10、，电容器C2的电荷量增多C.电容器C1、C2的电荷量都增多D.电容器C1、C2的电荷量都减少图图8解析开关S闭合时，电容器C1两端电压与R2两端电压相等，C2两端电压与R1两端电压相等；开关S断开时，电路断路，电容器C1、C2两端电压均等于电源电动势E，由QCU知，电容器C1、C2的电荷量均增多，C正确.达标检测1.(闭合电路的动态分析)(多选)(2018新余市期末)如图9所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C.电

11、流表A的读数变小，电压表V的读数变大D.电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比 不变1234图图9解析将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，与灯L1并联的电路的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，L2变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律知路端电压增大，电压表V的读数变大，而灯L2两端电压减小，所以灯L1两端的电压增大，灯L1变亮，故B、C正确，A错误；电压表的读数变化量(外电压的变化量)与电流表的读数变化量的比值为电源的内阻，电源的内阻不变，故D正确.12342.(电源的输出功率和效率)(多选)如图10所示，图线AB是某电源的路

12、端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知A.该电源的电动势为6 V，内阻是2 B.固定电阻R的阻值为1 C.该电源的最大输出功率为9 WD.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%1234图图10解析由图线AB可知电源的电动势E6 V，当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，故D正确.12343.(闭合电路中功率的计算)(2018日照市期末)如图11所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，定值电阻R11.5 .电动机正常工作时，理想电压表的示数U13.0 V.求：(1)电源总功率；1234图图11答案20

13、W1234解析已知电压表的示数U13.0 V和定值电阻R11.5 ，根据欧姆定律可求出电路中的电流电源的总功率P总EI20 W(2)电源的输出功率；1234答案18 W解析电源的输出功率P出EII2r18 W(3)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率.1234答案12 W8 W解析根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压U2EU1Ir6 V电动机消耗的电功率P电U2I12 W电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率P机U2II2R08 W.4.(含容电路的分析和计算)(2018华中师大附中质检)如图12所示，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R12 ，R23 ，R37

14、.5 ，电容器的电容C4 F.开关S原来断开，从闭合开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电阻R的电荷量是多少？答案1.92105 C1234图图12解析S断开时的等效电路图如图甲所示，1234电容器C的带电荷量QCUCU21.2105 C.且a板带正电，b板带负电.电容器C两端电压U等于电阻R2两端电压U2，S闭合时的等效电路图如图乙所示，电容器C两端电压U等于电阻R1两端电压U1，1234外电压U外EIr4.5 V电容器C的带电荷量QCUCU17.2106 C且a板带负电，b板带正电，通过电阻R的电荷量QQQ1.92105 C.微型专题练一、选择题考点一闭合电路的动态分析1.(多选)(201

15、8重庆市期末)如图1所示的电路中，电表均为理想电表.闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的是A.电流表A读数变大B.电压表V1读数变大C.电压表V2读数变大D.灯泡L变亮123456789 1011121314图图1解析滑动变阻器滑片P向左移动，接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，总电流减小，内电压变小，外电压变大，电流表A读数变小，电压表V1读数变大；总电流减小，灯L两端电压减小，灯泡L变暗，而外电压变大，则滑动变阻器两端电压变大，所以电压表V2读数变大，故A、D错误，B、C正确.123456789 10111213142.如图2所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，

16、当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时A.L1变亮，L2、L3变暗B.L1、L2变亮，L3变暗C.L1、L3变暗，L2变亮D.L1、L3变亮，L2变暗123456789 10111213图图2143.(2018东营市期末)某种热敏电阻在环境温度升高时，电阻会迅速减小.将这种热敏电阻P接入如图3所示电路，开关闭合.若环境温度升高，下列判断正确的是A.电路的总电阻变大 B.流过P的电流变小C.灯泡A变亮 D.灯泡B变亮123456789 1011121314图图3123456789 10111213考点二含容电路的分析与计算4.在如图4所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电

17、容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是A.L变暗，Q增大 B.L变暗，Q减小C.L变亮，Q增大 D.L变亮，Q减小14图图4123456789 10111213解析当滑动变阻器的滑动片向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，灯L变暗.电容器极板间电压等于变阻器两端的电压.由上得知，路端电压减小，则通过L灯的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流增大，R1两端电压也增大，则变阻器两端的电压减小，电容器所带电荷量Q减小，故B正确.145.如图5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

18、的极板水平放置.闭合开关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.断开开关S图图5123456789 1011121314解析在直流电路中，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中油滴仍保持静止，B项正确；增大两板间的距离，而电容器两板间的电压一定，123456789

19、 1011121314油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；断开开关S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误.123456789 10111213146.(多选)如图6所示的电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电容器的电容C2105 F.若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则A.I0.75 A B.I0.5 AC.q2105 C D.q1105 C123456789 1011121314图图6此时UCUR并1.5 V，QCCUC3105 C，若将开关

20、断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1I3R3R112，123456789 1011121314考点三电源的输出功率与效率7.(2018重庆市期末)如图7所示，电源电动势为E，电源内阻为r1 ，定值电阻R14 ，滑动变阻器R2变化范围是010 ，下列说法正确的是A.当R23 时，电源的输出功率最大B.当R23 时，R1上获得的功率最大C.当R20时，电源的效率最大D.当R20时，R1上获得的功率最大123456789 10111213图图714解析当R1R2r时，随着外电阻阻值增大，电源输出功率减小，所以当R20时，电源的输出功率最大，故A错误；当滑动变阻器的阻值为0时，电路中

21、电流最大，定值电阻R1的功率最大，故B错误，D正确；当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，电源的效率最小，故C错误.123456789 10111213148.(多选)(2018日照市期末)如图8所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表，开关S闭合后，灯泡正常发光.若滑动变阻器R的滑动端向下滑动，下列判断正确的是A.电源的效率一定减小B.电源的输出功率可能减小C.灯泡L有可能会烧坏D.电压表V和电流表A的示数均减小123456789 1011121314图图8解析滑动变阻器R的滑动端向下滑动，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，外电压减小，由 100%知，电源的效率减小，A正确

22、；由于不知外电阻与内电阻的关系，故电源的输出功率的变化无法确定，B正确；R减小，R与L并联部分的电压减小， 示数减小，L变暗，但 的示数为总电流与通过L电流的差值， 示数增大，C、D错误.123456789 10111213149.(多选)(2018南师附中高二期中)如图9所示，是测定两个电源的电动势和内阻实验中得到的路端电压和电流的关系图线，则应有A.当I1I2时，电源总功率P1P2B.当U1U2时，电源输出功率P出1P出2C.当I1I2时，外电阻R1R2D.当U1U2时，电源内部消耗的电功率P内1P内2图图9123456789 1011121314解析由题图可知，两电源的电动势E相等，由电

23、源的总功率PEI知，当I1I2时，电源总功率P1P2，故A正确；电源的输出功率P出UI，当U1U2时，由题图读出I1I2，则P出1r2，当I1I2时，由闭合电路欧姆定律可知，R1R2，故C错误；当U1U2时I1I2，而内电压U内1U内2，则由公式PUI知，P内1r2，故A正确；小灯泡的UI图线与电源的UI图线的交点即为小灯泡的工作状态，由题图知，小灯泡与电源1连接时消耗的功率P1U1I1小于小灯泡与电源2连接时消耗的功率P2U2I2，故C正确，D错误.1411.(多选)在如图11甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后，电路中的

24、总电流为0.25 A，则此时A.通过L1的电流为通过L2的电流的2倍B.此时L1、L2和L3的电阻均为12 C.L1消耗的电功率为0.75 WD.L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍图图11123456789 1011121314解析电路中的总电流为0.25 A，则通过L1的电流为0.25 A.因L2和L3并联，则L2和L3两端电压相等，它们的电阻相等，因此它们的电流也相等，则有通过L1的电流为通过L2的电流的2倍，故A正确；由伏安特性曲线可以读出电流为I10.25 A时，电压为U13 V.L2的电流为I20.125 A，此时电压U20.4 V，因此它们的电阻不相等，故B错误；L1消耗的电功率为PU1I130.25 W0.75 W，故C正确；因通过L1的电流为通过L2的电流的2倍，假设它们的电阻相等，则有L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍，如今它们的电阻不相等，因此L1消耗的电功率不为L2消耗的电功率的4倍，故D错误.123456789 1011121314答案2 W二、非选择题12.(2018北京市朝阳区高二上期末)在如图12所示的甲、乙电路中，电源的电动势E3 V，内电阻r1.0 ，电阻R2.0 ，电动机的内阻R内2.0 .(1)甲图中闭合开关S后，电阻R的功率；图图12123456789