高考物理总复习第八章恒定电流基础课2电路闭合电路的欧姆定律课件

基础课2电路(diànlù)闭合电路(diànlù)的欧姆定律第一页，共50页。电阻(diànzǔ)的串联、并联知识(zhīshi)排查第二页，共50页。闭合电路(bìhédiànlù)的欧姆定律1.基本概念、规律(guīlǜ)E-U内=E-Ir第三页，共50页。2.路端电压与外电阻(diànzǔ)的关系第四页，共50页。(1)关系式：U＝E－Ir。(2)用图象表示(biǎoshì)如图1所示，其中纵轴截距为 ，横轴截距为 ，斜率的绝对值为 。3.路端电压跟电流(diànliú)的关系图1电动势短路(duǎnlù)电流内阻第五页，共50页。(1)电动势就是电源两极间的电压。()(2)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。()(3)闭合电路中的短路(duǎnlù)电流无限大。()(4)电源U－I图象上某点纵、横坐标的乘积对应此时的输出功率。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√小题(xiǎotí)速练1.思考(sīkǎo)判断第六页，共50页。2.[人教选修3－1·P52·T4改编]如图2是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点(duāndiǎn)时，量程为0～10V，当使用a、c两个端点(duāndiǎn)时，量程为0～100V。已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，则电阻R1、R2的值()A.9500Ω

90000Ω B.90000Ω

9500ΩC.9500Ω

9000Ω D.9000Ω

9500Ω图2第七页，共50页。答案(dáàn)A第八页，共50页。3.[人教选修3－1·P63·T1]一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为0.15A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0.10A，则电源的电动势和内阻(nèizǔ)分别为() A.2V1.5Ω B.1.5V2Ω C.2V2Ω D.1.5V1.5Ω 解析由闭合电路欧姆定律得 E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r) 代入数据联立得r＝2Ω，E＝1.5V。 答案B第九页，共50页。闭合电路(bìhédiànlù)欧姆定律及动态分析1.判定总电阻变化情况(qíngkuàng)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3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。图3第十页，共50页。2.电路(diànlù)动态分析的常用“两法”(1)程序判断法：遵循“局部(júbù)→整体→部分”的思路，按以下步骤分析：(2)极限法：即因滑动(huádòng)变阻器滑片滑动(huádòng)引起的电路变化问题，可将滑动(huádòng)变阻器的滑动(huádòng)端分别滑至两个极端去讨论。第十一页，共50页。1.(2017·河北(héběi)石家庄模拟)如图4所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强()A.L1逐渐变暗，L2逐渐变亮B.L1逐渐变亮，L2逐渐变暗C.电源内电路消耗的功率(gōnglǜ)逐渐减小D.光敏电阻R和L1消耗的总功率(gōnglǜ)逐渐增大图4第十二页，共50页。解析当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2逐渐变亮，U内＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压减小，故L1逐渐变暗，故选项A正确，B错误；电路中总电流增大，由P＝I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故选项C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于(yóuyú)等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故选项D错误。答案A第十三页，共50页。2.如图5所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值(zǔzhí)也为r，滑动变阻器的最大阻值(zǔzhí)是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是()A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.滑动变阻器消耗的功率(gōnglǜ)变小D.定值电阻R消耗的功率(gōnglǜ)先变大后变小图5第十四页，共50页。解析等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值RPb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大(zēnɡdà)，电阻R消耗的功率增大(zēnɡdà)，选项A、B、D错误；把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R内＝2r，RPb减小，且RPb<2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，选项C正确。答案C第十五页，共50页。3.如图6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的极板水平放置。闭合电键S，电路达到(dádào)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(zēnɡdà)R1的阻值 B.增大(zēnɡdà)R2的阻值C.增大(zēnɡdà)两板间的距离 D.断开电键S图6第十六页，共50页。答案(dáàn)B第十七页，共50页。4.(2016·全国卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略(hūlüè))连接成如图7所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()图7第十八页，共50页。解析(jiěxī)S断开时等效电路如图甲所示。甲第十九页，共50页。S闭合(bìhé)时等效电路如图乙所示。答案(dáàn)C乙第二十页，共50页。电源(diànyuán)的功率和效率问题电源(diànyuán)的功率和效率第二十一页，共50页。第二十二页，共50页。【典例】如图8所示，已知电源电动势为6V，内阻(nèizǔ)为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为()A.1Ω

4W B.1Ω

8WC.0

8W D.0.5Ω

8W图8第二十三页，共50页。答案(dáàn)C第二十四页，共50页。【拓展延伸1】在【典例】中的条件不变，则当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R消耗的功率(gōnglǜ)PR最大且这个最大值为() A.1Ω6W B.0.5Ω8W C.1Ω1.5W D.1.5Ω6W答案(dáàn)D第二十五页，共50页。答案(dáàn)C第二十六页，共50页。【拓展延伸(yánshēn)3】在【典例】中的条件不变，则电源的最大输出功率为() A.3W B.4W C.5W D.9W答案(dáàn)D第二十七页，共50页。第二十八页，共50页。1.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数(dúshù)R变化的曲线如图9所示，由此可知()A.电源最大输出功率可能大于45WB.电源内阻一定(yīdìng)等于5ΩC.电源电动势为45VD.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%图9第二十九页，共50页。答案(dáàn)B第三十页，共50页。2.(多选)如图10所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉，恒定电压(diànyā)U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表A示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表A示数为4A。则()A.电炉(diànlú)的电阻为2ΩB.仅S1闭合时，电炉(diànlú)的发热功率为72WC.电动机的内阻为1.2ΩD.在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为48W图10第三十一页，共50页。答案(dáàn)AB第三十二页，共50页。两种图象(túxiànɡ)的比较两类U－I图象(túxiànɡ)的比较与应用

电源U－I图象电阻U－I图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系第三十三页，共50页。第三十四页，共50页。1.(多选)如图11所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论(jiélùn)正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路(duǎnlù)电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω图11第三十五页，共50页。答案(dáàn)AD第三十六页，共50页。2.(2017·河南南阳模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图12所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是(bùshi)常量)，图线b是某电阻R的U－I图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()A.5.5Ω B.7.0Ω C.12.0Ω D.12.5Ω图12第三十七页，共50页。答案(dáàn)A第三十八页，共50页。利用两种图象解题的基本方法利用电源的U－I图象和电阻的U－I图象解题，无论电阻的U－I图象是线性还是非线性，解决此类问题(wèntí)的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U－I图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。第三十九页，共50页。电路故障问题(wèntí)的处理方法——分析推理能力的培养1.故障特点(1)断路特点：断路部分电路中电流为零，而电压不为零。因此，若外电路中某两点间电压不为零，电流为零，则两点间有断点(duàndiǎn)，而这两点与电源的两极之间无断点(duàndiǎn)。 (2)短路特点：表现为有电流通过而某元件两端电压为零。第四十页，共50页。2.故障(gùzhàng)分析方法第四十一页，共50页。第四十二页，共50页。类型1电表测量法【例1】二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值(zǔzhí)很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值(zǔzhí)很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图13所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作第四十三页，共50页。

操作步骤现象1S闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a，黑表笔分别接b、c、d、e示数分别为0、0、6V、6V2S闭合，断开导线bc的c端，用c端分别接d、e、f灯泡均亮3S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c，黑表笔接d指针有大角度偏转4S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d，黑表笔接c指针有微小偏转第四十四页，共50页。由此可判断()A.同学1的操作说明故障在a、b之间B.同学2的操作说明故障在b、c之间C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因(yuányīn)是二极管正、负极接错D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因(yuányīn)是二极管已损坏断开图13第四十五页，共50页。解析同学1的操作结果中，电压为零的点为b、c，黑表笔与电源是断开(duànkāi)的，电压为6V的点d、e与电源是相通的，说明故障只在c、d之间，选项A错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开(duànkāi)，选项D错误。答案C第四十六页，共50页。类型2现象(xiànxiàng)判断法【例2】在如图14所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常