高考物理新课标一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律及其应用

1、课标版课标版 物理物理第2讲闭合电路的欧姆定律及其应用一、电路的串联与并联一、电路的串联与并联1.串联电路与并联电路的特点教材研读教材研读 串联并联电流I= I= 电压U= U= 电阻R= = + 1R11R21Rn1RI1=I2=InU1+U2+Un R1+R2+Rn I1+I2+In U1=U2=Un 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。(3)无论电阻怎样连接,每一段电路总耗电功率P总是等于各个电阻电功率之和。(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。大于大于小于小于自测自测1如图

2、所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1 R2 R3是( )A.1 1 1 B.4 1 1C.1 4 4 D.1 2 2答案 C根据串、并联电路的特点知U2=U3,因P1=P2=P3,故R2=R3,又I1=I2+I3,故I1=2I2=2I3,再结合公式P=I2R得R1 R2 R3=1 4 4,C正确。二、电源的电动势和内阻二、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1 C的 在电源内部从 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。电动势的大小由电源本身的性质

3、决定,跟外电路的组成 关。2.内阻电源内部对电流也有阻碍作用,即电源也有电阻,叫做电源的 ,它是电源的另一重要参数。Wq 正电荷正电荷负极负极正极正极无无内阻内阻自测自测2 (辨析题)(1)电动势就是电源两极间的电压( )(2)电动势反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领的强弱( )(3)电动势公式E=中的W指电荷从电源正极移到负极时静电力做的功( )(4)电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的,都是静电力所做的功。( )答案 (1) (2) (3) (4)WqWqWq三、闭合电路欧姆定律三、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

4、(1)I=。(2)E=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图像如图所示。ERr正比正比反比反比E-Ira.当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为 。b.当外电路电压U=0时,横坐标的截距为 。c.图线斜率的绝对值为电源的 。自测自测3 (辨析题)(1)闭合电路中的短路电流无限大。( )(2)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大( )答案 (1) (2)电源电动势电源电动势短路电流短路电流内阻内阻 考点一电路的动态分析考点一电路的动态分析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

5、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)在如图所示分压电路中,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。考点突破考点突破2.分析思路典例典例1 (2016长沙四校联考)(多选)如图所示,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,下面说法中正确的是( )A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小答案

6、AD滑动变阻器滑片P向右端移动,使得滑动变阻器连入电路的电阻变小,则总电阻变小,总电流变大,电流表A1的读数增大,内电压变大,R1所分电压变大,并联电路两端电压即电压表V1的读数减小,R3两端电压变小,则通过R3的电流变小,电流表A2的读数减小,由于总电流增大,所以经过另外一个支路的电流增大,即经过R2的电流增大,R2两端电压增大,即电压表V2的读数增大,选项A、D正确。电路的动态分析技巧解决电路的动态问题一定要遵循“部分整体部分”的程序,逐一判断。同时,尽量先分析串联电阻,后分析并联电阻;先分析定值电阻,后分析可调电阻;既要关心每一电阻的电压,又要关心其电流。例如,本题中利用“总电流增大”、

7、“R3的分流减小”可以判断通过R2的电流增大。1-1 (2015湖北公安模拟)(多选)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由图可知R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压;若P向a端移动,则滑动变阻器接入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,

8、电路中总电流增大,则内电压增大,R1两端的电压增大,故R2两端的电压减小,则可知V1示数增大,V2示数减小,又电源电动势不变,故可知V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值,A、C正确;若P向b端移动,则滑动变阻器接入电路的电阻增大,可知电路中总电流减小,内电压减小,V1减小,又电源电动势不变,则V2必然增大,且增大量一定大于V1的减少量,故B、D错误。1.电源的总功率(1)任意电路:P总=EI=(U外+U内)I=P出+P内。(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=。2.电源内部消耗的功率:P内=I2r=U内I=P总-P出。3.电源的输出功率(1)任意电路:P出=UI=EI-I2r=P

9、总-P内。(2)纯电阻电路:P出=I2R=。(3)输出功率随R的变化关系:2ERr22()E RRr22()4ERrrR考点二闭合电路的功率及效率问题考点二闭合电路的功率及效率问题当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小。当Rr时,随着R的增大输出功率越来越大。当P出R2,故R1接在电源上时,电源的效率高,A项正确,B项错误;将电阻接在电源上,电阻的U-I图线与电源的路端电压和电流的关系图线的交点的坐标值,表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图像中只可看出电流的数值,由于B、C图线的斜率等于电阻的阻值,由图像可知,R2与电源的内阻相等,所以电源

10、接R2时比接R1时输出功率大,故C、D错。PP出总22()I RIRrRRr11rR考点三含电容器电路的分析考点三含电容器电路的分析1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3.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。典例典例5 (2014天津理综,2,6分)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

11、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( )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答案 B设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有q=q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E=知,增大d,U不变时,E减小,油滴将向下加速;断开电键S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速,故只有B项正确。CUd1RUdUd5-1 (多选)如图所示,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,C1、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r0。若改变四个电阻中的一个阻值,则( )A.减小R1,C1、C2所带的电荷量都增加B.增大R2,C1、C2所带的电荷量都增加C.增大R3,C1、C2所带的电荷量都增加D.减小R4,C1、C2所带的电荷量都增加答案 BD R1上没有电流