2020版高考物理第八章第47课时闭合电路欧姆定律(重点突破课)讲义(含解析)

第

47课时

闭合电路的欧姆定律

(要点打破课

)[

考点一

闭合电路的动向剖析

]动向剖析问题是闭合电路欧姆定律的详细应用，

这种问题因为形式多样、

考法灵巧，考生不可以兼顾系统地去想问题，而致使剖析不够全面而失误。1．闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。E(2)公式：I＝R＋r(只合用于纯电阻电路)。其余表达形式①电压表达式：E＝U＋Ir。②能量表达式：EI＝UI＋I2r。2．路端电压与外电阻的关系一般状况：U＝E－Ir，当外电阻R增大时，路端电压U增大。U-I图像如图。特别状况①当外电路断路时，I＝0，U＝E。E②当外电路短路时，I短＝r，U＝0。[典例]如下图电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的选项是( )A．R2的功率增大B．R3两头的电压减小C．电流表的示数变大D．R1的电流增大[分析]当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R两头的电压等于路端电压，则R两头的电压33增大，经过3的电流I3增大，经过2的电流I2＝－3，I减小，I3增大，则I2减小，故2RRIIR的功率减小，电压U2也减小；R1、R4的并联电压U并＝U－U2，U增大，U2减小，则U并增大，故经过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大，经过R1的电流I1＝I2－IA，I2减小，IA增大，则I1减小，故只有C正确。[答案]C[规律方法]闭合电路动向剖析的三种方法1．程序法2．“串反并同”结论法所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串连或间接串连的电阻中的电流、两头电压、耗费的电功率都将减小，反之则增大。所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两头电压、耗费的电功率都将增大，反之则减小。极限法因滑动变阻器滑片滑动惹起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零进行议论。[集训冲关]如下图，闭合开关S，a、b、c三盏灯均正常发光，电源电动势恒定且内阻不行忽视。现将滑动变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化为( )A．a灯变亮，b、c灯变暗B．a、c灯变亮，b灯变暗C．、c灯变暗，b灯变亮D．、灯变暗，c灯变亮aab分析：选B将滑动变阻器R的滑片稍向上滑动一些，R接入电路的电阻将减小，总电阻将减小，由闭合电路欧姆定律E得，总电流增大，路端电压U＝E－Ir减小，由PaI＝＋Rr＝I2Ra知a灯变亮，由Ua＝IRa知a灯两头的电压变大，由U＝Ua＋Ub判断出b灯两头电压UbUb2Ub知经过b灯的电流减小，b灯变暗，再由I＝Ib＋Ic知Ic变大，由减小，由Ib＝，Pb＝RRbbc＝c2c知c灯变亮，B正确。PIR2.(多项选择)如下图电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R为固0定电阻，当滑动变阻器R的触头向下挪动时，以下阐述正确的选项是()A．灯泡L必定变亮B．电流表的示数变小C．电压表的示数变小D．R0耗费的功率变小分析：选ABD当R的触头向下挪动时，R接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，则由闭合电路欧姆定律知，总电流变小，路端电压变大，则电压表的示数变大，灯泡L两头的电压变大，则灯泡L必定变亮，经过灯泡L的电流变大，而总电流变小，则电流表的示数变小，

R0耗费的功率变小，故

A、B、D正确，C错误。[考点二含电容器电路问题]含电容器电路的剖析是一个难点，电路中出现电容器，学生常常难以确立电容器与电路的串、并联关系及电压关系等，给剖析解决问题带来很大的阻碍。1．电路的简化不剖析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时能够去掉，求电荷量时再在相应地点补上。2．电路稳准时电容器的办理方法电路稳固后，与电容器串连的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，电容器两头的电压与其并联用电器两头电压相等。3．电压变化带来的电容器变化电路中电流、电压的变化可能会惹起电容器的充、放电。若电容器两头电压高升，电容器将充电；若电容器两头电压降低，电容器将经过与它连结的电路放电，可由Q＝C·U计算电容器上电荷量的变化量。[典例](2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽视)连结成如下图电路。开关S断开且电流稳准时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳固后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )21A．5B．232C．5D．3[分析]断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。1依据串连电路的电压与电阻成正比可得，甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝5E，1U2＝3E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确。[答案]

C[

规律方法

]

含电容器电路问题的解题思路第一步

理清电路的串、并联关系确立电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规第二步律不合用，但关于充电或放电完成的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两头，可依据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两头的电压U第三步

剖析电容器所带的电荷量。针对某一状态，依据Q＝CU，由电容器两头的电压求电容器所带的电荷量Q，由电路规律剖析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电

U[

集训冲关

]1.(

多项选择)如下图电路中，电源电动势恒为

E，内阻为

r，电压表的内阻为10kΩ，B为静电计，C1、C2分别是两个电容器。将开封闭合一段时间，以下说法正确的选项是( )A．若C1>C2，则电压表两头的电势差大于静电计两头的电势差B．若将滑动变阻器滑动触头P向右滑动，则电容器C2上带电量增大C．电容器C1上带电量为零D．再将开关断开，而后使电容器C2两极板间距离增大，则静电计张角也增大分析：选CD因为静电计的两个电极是相互绝缘的，电压表是由电流表改装成的，电路稳固后，电路中没有电流，电压表两头没有电压，而电容器C充电，两头存在电压，所2以电压表两头的电势差小于静电计两头的电势差，故A错误；电路稳固后，电容器C2的电压等于电源的电动势，保持不变，将滑动变阻器滑动触头P向右滑动，电容器2的电压不C变，带电量不变，故B错误；因为电压表两头没有电压，电容器C没有被充电，带电量为1零，故C正确；将开关断开，电容器C的带电量Q不变，板间距离增大，电容C减小，由2QD正确。公式C＝剖析可知，板间电压增大，静电计张角增大，故U如下图，电源的内阻不计，电动势E＝12V，R1＝8Ω，R2＝4Ω，电容＝40μF，则以下说法正确的选项是()CA．开关断开时，电容器不带电B．将开封闭合，电容器充电C．将开封闭合后，稳准时电容器的电荷量为4.8×10－14CD．若开关处于闭合状态，现将开关断开，到再次稳固后，经过R1的总电荷量为3.2×10－4C分析：选D开关断开时，电容器两头电压等于电源电动势，不为零，电容器带电，A项错误；将开封闭合，电容器两头电压变小，电容器放电，B项错误；将开封闭合后，稳固ER12×4－6时电容器两头的电压U＝2＝8＋4V＝4V，电容器的电荷量为Q＝UC＝4×40×10C1＋2RR＝1.6×10－4C，C项错误；若开关处于闭合状态，现将开关断开，到再次稳固后，经过1R的总电荷量Q＝|U|C＝(12－4)×40×10－6C＝3.2×10－4C，D项正确。如下图的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左挪动的过程中，以下结论正确的选项是( )A．小灯泡L变暗B．电流表读数变大，电压表读数变小C．电容器C上的电荷量增添D．电源的总功率变小分析：选B滑动变阻器的滑片P向左挪动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由闭合电路的欧姆定律得，干路电流I增大，即电流表读数变大，小灯泡L的功率＝2灯PIR增大，小灯泡L变亮，路端电压U＝E－Ir减小，即电压表读数变小，电源的总功率P总＝EI增大，A、D错误，B正确；滑动变阻器两头的电压U′＝E－I(R灯＋r)减小，电容器C上的电荷量Q＝CU′减小，C错误。[考点三电路故障问题]电路故障一般有断路和短路两大问题，高考常考出现这两类问题的原由和表现，在备考中要能正确区分并判断这两类问题，掌握常用的检查方法。1．故障特色断路特色：表现为路端电压不为零而电流为零。短路特色：用电器发生短路，表现为有电流经过电路但其两头电压为零。2．检查方法电压表假如电压表示数为零，则说明可能在并联路段以外有断路，或并联检测路段短路电流表当电路中接有电源时，可用电流表丈量各部分电路上的电流，经过对电流值的剖析，能够确立故障的地点。在使用电流表检测时，一检测定要注意电流表的极性和量程欧姆表当丈量值很大时，表示该处断路；当丈量值很小或为零时，表示该检测处短路。在使用欧姆表检测时，电路必定要与电源断开假定法将整个电路区分为若干部分，而后逐个假定某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推测[典例]如下图，电路中灯泡A、B均正常发光。突然灯泡比本来变暗了些，而灯泡A比本来变亮了些。电路中出现的故障可能

B是(

)A．R2发生断路B．R3发生断路C．R2、R3同时发生断路D．R1、R3同时发生断路[分析]假定2断路，则A灯所在并联支路的总电阻增大，致使外电路总电阻增大，R干路电流减小，路端电压U增大，流过R的电流I增大，流过灯泡所在并联支路的总电流11I2(I2＝I总－I1)减小，B灯两头的电压UB＝I2RB3并减小，B灯变暗，A灯两头的电压UA(UA＝U－B)增大，A灯变亮。选项A正确，同理剖析可得，选项B、C、D错误。[答案]A[规律方法]断路故障的判断：用电压表与电源并联，如有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数等于电源电动势，则该段电路中有断点。短路故障的判断：用电压表与电源并联，如有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联段电路被短路；若电压表示数不为零，则该并联段电路没有被短路或不完整被短路。[

集训冲关

]1.如下图的电路中，电源的电动势为

6V，当开关

S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Ucd＝6V，由此可判定( )A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了

Uab＝6V，Uad＝0V，D．滑动变阻器R断路分析：选C由Uab＝6V可知，电源完满，灯泡都不亮，说明电路中间出现断路故障，且在、b之间。由cd＝6V可知，L1与滑动变阻器R是通的，断路故障出此刻c、d之间，aU故L2断路。因此选项C正确。如下图，E为内阻不可以忽视的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表读数均不为零，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是

(

)A．R1断路

B．R2断路C．R1短路

D．R3短路分析：选

B

若R1断路，电流表读数为零，不切合题意，故

A错误；若

R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，切合题意，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则电压表读数变小，电流表的读数变大，不切合题意，故

C错误；若

R3短路，外电路总电阻减