[原创]2016年《南方新高考》物理专题八第2讲闭合电路欧姆定律及其应用[配套课件]

1、第2讲闭合电路欧姆定律及其应用一、电源的电动势和内阻1.电源：把其他形式的能转化为电能的装置.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).电源电能功(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.(2)大小：数值上等于非静电力移送 1 C 正电荷从电源负极至正极所做的_.3.电动势与电压的区别及联系：(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数无关.(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动 1 C 正电荷做

2、的功，是把电能转化为其他形式的能.(3)两者之间的联系：电路闭合时，EU内U外；电路断开时，EU外.4.电源的内阻：电源内部电路的电阻.电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能.闭合电路的总电阻二、闭合电路的欧姆定律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 EIRIrUU；UE_.Ir全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.【自我检测】1(多选)如图821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(

3、)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图821解析：由U0I0R知，路端电压为U0时甲、乙的外电阻相等，A正确；根据UI图象，可知r甲r乙，D错误；内电压UrIr，当电流为I0时，显然Ur甲Ur乙，B错误；从图象的截距易知E甲E乙，C正确答案：AC三、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_.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_.IEUII2r比值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_.4.电源的效率：指用电器得到的电

4、功率跟电源的总功率的考点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：(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻 R外如何变化.如何变化.(4)由 U内I 总 r，确定电源的内电压如何变化.(5)由 U外EU内，确定电源的外电压如何变化.(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化.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

5、.3.口诀法：该类型的题目可以总结出“串反并同”的实用技巧.(1)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).(2)串并关系：流过该电阻的电流也流经其他电阻，则其他电阻与该电阻是串联关系；流过该电阻的电流不流经其他电阻，则其他电阻与该电阻是并联关系.典例剖析例1：图 822 中电源内阻不可忽略，L1 与 L2 的电阻相同，)当滑动变阻器 R 的滑动片 P 向上滑动时，两灯亮度变化是(图 822A.L1变亮，L2变亮 B.L1变

6、暗，L2变亮C.L1变暗，L2变暗 D.L1变亮，L2变暗答案：A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.【触类旁通】1.(多选，宝安、南海、中山六校 2014 届第一次联考)在如图 823 所示的电路中，E 为电源的电动势，r 为电源的内电阻，R1、 R2 为可变电阻.在下列叙述的操作中，可以使灯泡 L 的亮度变暗的是()A.仅使 R2 的阻值增大B.仅使 R2 的阻值减小图 823C.仅使 R1 的阻值增大D.仅使 R1 的阻值减小答案：BC考点 2 含电容器电路

7、的分析重点归纳1.简化电路时可以把电容器处电路作为断路，并可以去掉，在求电荷量时在相应位置补上.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QCU 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

8、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. 典例剖析图 824例2：如图824所示，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R12 ，R23 ，R37.5 ，电容器的电容C4 F.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？思维点拨：当S断开时，电容器与电流表、R3串联，再与R2并联，此时电流表无读数，电容器两端的电压是R2两端的电压，可求出此时电容器的电量；合上开关S到电路稳定，电容器与电流表串联，再与R1并联，电容器两端的电压是R1两端的电压，可求出此时电容器的电量，电容器两种状态的电量之差即为所求.答题

9、规范：开关S断开时，电容C相当于断路，R3中无电流通过，电容C两端的电压即为R2两端的电压，设其大小为而电容 C 两端的电压即为R1 两端的电压，设其大小为U1，QCU141061.8 C7.2106 C电容器 a 板带负电，b 板带正电.综上可得开关 S 从断开到闭合后电路稳定的过程中通过电流表的电量为QQQ1.92105 C.【触类旁通】2.(湖北鄂南、鄂州高中、黄石二中 2015 届联考)如图 825所示，电源电动势为 E，内阻为 r.当滑动变阻器 R2 的滑片 P 向)左滑动时，下列说法不正确的是(A.电阻 R3 消耗的功率变大B.电容器 C 上的电荷量变大C.灯 L 变暗图 825D

10、.R1 两端的电压变化量的绝对值小于 R2 两端的电压变化量的绝对值解析：当滑动变阻器 R2 的滑片 P 向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，故电路总电阻减小，所以路端电压减小，小，A 错误；电路总电流增大，但是通过 R3 的电流减小，随通过 R1 的电流增大，故 R1 两端的电压增大，所以电容器两端的确；R1 两端的电压增大，但是 R2 与灯泡并联电路的电压减小，所以小灯泡两端的电压减小，故灯泡变暗，C 正确；R1 两端的电压变大，R2 两端的电压变小，二者电压之和等于外电压，由前面分析知外电压变小，故 R1 两端增加的电压量小于 R2 两端减小的电压量.答案：A考点3闭合电路欧姆定律

11、 重点归纳1.路端电压与外电阻、电流的关系：(2)由 UEIr 可知，当总电流变大时，路端电压变小.2.UI 图象如图 826 所示：图 826(1)图象表示在 E、r 不变的前提下，U 随 I 单调递减，U 是I 的一次函数.(2)图中表示电流为 I1 时，路端电压为 U1，对应内电压为U.(3)过 E 点的平行于横轴的虚线表示路端电压不随 I 而改变，且始终等于电源电动势，这是理想电源的情况.(4)斜率表示电源内阻的大小.(5)图中 Im 表示外电阻等于零(即短路)时，回路中的电流，典例剖析甲乙图 827例3：(上海市奉贤区2015届一模)如图827甲所示电路中，电源电动势E12 V，内阻

12、r2 ，R14 ，R26 ，R33 .(1)若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在 C、D 间连一个理想电流表，其读数是多少？(3)图甲中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图甲可等效为图乙，其等效电动势 E等于 CD 间未接入用电器时 CD 间的电压；若用导线直接将 CD 两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流，则等效电源的内电阻 r是多少？(4)若在 C、D 间连一个“6 V,3 W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少？思维点拨：根据闭合电路欧姆定律，由E、r、R1、R2、R3，可求出两电表的读数；根据等效电源的等效电动势和短路电流，能求出等效内阻.解析：(

13、1)若在 C、D 间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有理想电压表读数为UVI1R26 V.(2)若在C、D 间连一个理想电流表，这时电阻R2 与R3 并联，(3)依题意，该等效电源的电动势E6 V，短路电流与第(2)问中电流表读数相同，即为I1 A，备考策略：等效法是物理常用的研究方法，电路的分析和计算要对电路的结构、电压、电流等的分配分析清楚才能正确求解.【触类旁通】3.(多选，广州市2013 届调研)如图 828 所示的电路，电源)图 828内阻不可忽略，闭合开关 S 后(A.电流表的示数减小B.电流表的示数增大C.电压表的示数减小D.电压表的示数增大答案：BC图象物理意义注意问题

14、部分电路欧姆定律反映 U 跟 I 的正比关系图象的斜率表示导体的电阻，斜率越大，电阻越大方法电路中的图象1.三种图象的比较：图象物理意义注意问题伏安特性曲线直线表示导体为线性元件，曲线表示导体为非线性元件图象斜率的倒数为导体的电阻闭合电路表示电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流 图象斜率的绝对值表示电源的内阻 r(续表)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)对闭合电路的 UI 图象，图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率；图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻.(3)如果 UI 图线为曲线，则元件为非线性元件；

15、图线上之比).例 4：如图 829 所示为小灯泡的 UI 图象，若将该小灯泡与一节电动势 E1.5 V、内阻 r0.75 的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()图829A.1.5 W,1.0 WC.0.75 W,0.75 WB.0.75 W,0.5 WD.1.5 W,0.75 W审题突破：小灯泡的伏安特性曲线不是线性的，所以无法用函数来表达，本题应从图象的性质来考虑.电源和灯泡串联，电流一样，电源的路端电压即为灯泡两端的电压，在同一坐标系中画电源的 UI 图象，交点即为灯泡的电压和电流.解析：在题图小灯泡的UI 图线上作出电源的UI 图线，U1.50.75I，如图8210 所示，两图线的交点即为工作点，I1.0 A，U0.75 V，电源的总功率P 总IE1.5 W；小灯泡的实际电功率 P 灯IU0.75 W.图 8210答案：D题外拓展：该题作的是电源的UI 图线，即EUIr 的图象，图象的交点数据就是灯泡两端的电压和灯泡的电流，也是电源的路端电压和电源的总电流.还可以这样考查：把两个该题中的灯泡并联后接到电源上，那么流过灯泡的电流和灯泡两端的电压又是多少呢？注意到题目的变化，流过灯泡的电流已经不是流过电源的电流了，而是 2 倍的关系，应该作 EU2Ir的图象，交点即所求.若两个灯泡串联后接入电源中，又怎么样呢？有兴趣的同学可以尝试一下