2018高考物理大一轮复习领航课件第八章恒定电流2节

主干回顾夯基固源考点透析

题组冲关课时规范训练第2节 电路 闭合电路欧姆定律一、电阻的串、并联串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝

I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R

总＝R1＋R2＋…＋Rn

1

1

1

1

R

＝R

＋R

＋…＋R总

1

2

n分压原理或分流原理U1∶U2∶…∶Un＝

R1∶R2∶…∶RnI

∶I

∶…∶I

1

∶1

2

n＝R11

1R2∶…∶Rn功率分配P1∶P2∶…∶Pn＝

R1∶R2∶…∶RnP

∶P

∶…∶P

＝

1

∶1

2

n

R11

1R2∶…∶Rn二、电源的电动势和内阻1．电动势电源：电源是通过非静电力做功把

其它形式

的能转化成

电势能

的装置．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比q值，E＝W.2．内阻：电源内部导体的电阻．(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．三、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成

正比，跟内、外电阻之和成

反比

．(2)公式：I＝

E

(只适用于纯电阻电路)．R＋r(3)其他表达形式①电势降落表达式：E＝U

外＋U

内或E＝U

外＋Ir.②能量表达式：EI＝UI＋I2r.2．路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝

E

·R＝

E

，当R

增大时，U

增大R＋r

1＋

rR特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝

E

②当外电路短路时，I

＝E

U＝0短

r

，[自我诊断]1.

判断正误电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．(

√

)电动势就等于电源两极间的电压．(×)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小．(×)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．(×)(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高．(×)2.

某电路如图所示，已知电池组的总内阻r＝1

Ω，外电路电阻

R＝5

Ω，理想电压表的示数

U＝3.0

V，则电池组的电动势

E等于(

)A．3.0

VC．4.0

VB．3.6

VD．4.2

V解析：选B.由于电压表的示数为路端电压，而U＝IR，则IU＝R＝0.6

A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1)

V＝3.6

V，故选项B

正确．将一电源电动势为E，内电阻为r

的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用

R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是(

)由U

外＝IR可知，外电压随I

的增大而增大由U

内＝Ir

可知，电源两端的电压随I

的增大而增大由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小由P＝IU

可知，电源的输出功率P

随输出电流I

的增大而增大解析：选C.根据闭合电路欧姆定律I＝E(R＋r)知，外电路中电流I

随外电阻R

的变化而变化，所以选项A

错误；U

内＝Ir

是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项B

错误；电源电动势E

和内电阻r

不变，由U＝E－Ir

可知，电源输出电压随输出电流I

的增大而减小，选项C

正确；当U

不变时，电源的输出功率P

随输出电流I

的增大而增大，选项D

错误．考点一

电阻的串并联1．串、并联电路的几个常用结论0

0串

并n0(1)当

n

个等值电阻

R

串联或并联时，R

＝nR

，R

＝1R

.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻．在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)．某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和．2．电压表、电流表的改装当cd

端短路时，ab

之间的等效电阻是40

Ω当ab

端短路时，cd

之间的等效电阻是40

Ω当ab两端接通测试电源时，cd

两端的电压为80

V当cd

两端接通测试电源时，ab两端的电压为80

V解析：选AC.当cd

端短路时，R2

与R3

并联再与R1

串联，ab之间的等效电阻为40

Ω，A

正确；同理可得B

错误；当ab

两端接通测试电源时，R1、R3

串联，R2

无效，cd

两端的电压就等于

R3

分得的电压，可以求得为80

V，C

正确；同理可得D

错误．解析：选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，根据P＝I2R

和P1＝P2＝P3

得R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，C

正确．解析：选BC.由电表的改装原理可知，电流表应是G

与R

并联，改装后加在G

两端的最大电压Ug＝IgRg

不变，所以并联电阻

R

越大，I＝Ig＋IR越小，即量程越小，B

正确，A

错误；对于电压表应是G与R串联，改装后量程U＝IgRg＋IgR，可知R越大，量程越大，C

正确，D错误．考点二

闭合电路的欧姆定律考向1：闭合电路的功率及效率问题由P

出与外电阻R

的关系图象可以看出：E2①当R＝r

时，电源的输出功率最大为Pm＝4r.②当R＞r

时，随着R

的增大输出功率越来越小．③当R＜r

时，随着R

的增大输出功率越来越大．④当P

出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1

和R2，且

R1R2＝r2.解析：选A.电动机不转时相当于一个纯电阻，根据通过电动机的电流为0.5A、电压为2V，可算出电动机内阻为4Ω.正常工作时，电动机消耗功率P＝UI＝48W，内阻发热消耗功率P

热＝I2r＝16

W，则输出功率为P

出＝P－P

热＝32

W.2．如图所示，电源电动势E＝12

V，内阻r＝3

Ω，R0＝1

Ω，直流电动机内阻R0′＝1

Ω，当调节滑动变阻器R1

时可使甲电路输出功率最大，调节R2

时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2

W)，则R1

和R2

的值分别为()A．2

Ω，2

ΩB．2

Ω，1.5

ΩC．1.5

Ω，1.5

ΩD．1.5

Ω，2

Ω解析：选B.因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1＝2Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，当IE＝2r＝2 A

时，输出功率P

有最大值，此时电动机的输出功率为P0＝2

W，发热功率为P

热＝I2R0′＝4

W，所以电动机的输入功率为PP入入＝P0＋P

热＝6 W，电动机两端的电压为

UM＝

I

＝3 V，电阻

R2

两UR2端的电压为

UR2＝E－UM－Ir＝3 V，所以

R2＝

I

＝1.5 Ω，选项

B正确．考向2：电路故障的分析与判断(1)故障特点①断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．(2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程．③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．④假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设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理．解析：选C.由Uab＝6

V

可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在

a、b

之间．由

Ucd＝6 V

可知，灯泡L1

与滑动变阻器R

是接通的，断路故障出现在c、d

之间，故灯L2断路，所以选项C

正确．解析：选BC.由于A

灯串联于干路中，且故障发生后，A

灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2

断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A

灯变暗，同时R2

断路必引起与之并联的B

灯中电流变大，使B

灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B

正确．假设R3

断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A

灯变暗，同时R3

断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B

灯中分得的电流也变大，B

灯变亮，故选项C

正确．考点三

电路的动态变化考向1：不含电容器电路(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．解析：选A.滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，电路中总电流增大，电源内阻两端的电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，故并联部分电压减小，即可知电流表示数减小，故A

正确，B、C、D

错误．考向2：含电容器电路(1)电路的简化不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．(2)电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等．(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ΔQ＝CΔU

计算电容器上电荷量的变化量．解析：选C.电键S

断开，电路的总电阻变大，干路电流减小，R4

两端电压减小，则电容器两端的电压也减小，匀强电场的场强减小，小球受到的电场力减小，所以小球所受合力向下，C

正确．开关S

断开时，a、b

两点电势相等开关S

闭合后，a、b

两点间的电流是2A开关

S

断开时，C

1

带的电荷量比开关S

闭合后C1

带的电荷量大不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大解析：选BC.S

断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a

点电势与电源负极电势相等，

b点电势与电源正极电势相等，A

错误；S

断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1＞C2，由Q＝CU

知此时Q1＞Q2，当

S

闭合时，稳定状态下C1

与R1

并联，C2

与R2

并联，电路中电流I＝ER1＋R2＝2

A，此时两电阻两端电压分别为U1＝IR1＝6

V、U2＝IR2＝12

V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q

′＝C

U

＝3.6×10－5

C，对电容器

C

来说，S

闭2

2

2

1合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，B、C

正确，D

错误．考点四

两种

U­I

图线的比较及应用截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路

E电流r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标的U、I

比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变斜率的绝对值内电阻r电阻大小电源的电动势为3

V，内阻为0.5

Ω电阻R

的阻值为1

Ω电源的输出功率为4

W电源的效率为50%E短解析

由图线Ⅰ可知，电源的电动势为

3

V，内阻为

r＝I

＝0.5

Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R

的阻值为1

Ω，该电源与电阻R

直接相连组成的闭合电路的电流为

I＝

E

＝2

A，路端电压

U＝IRr＋R＝2

V(可由题图读出)，电源的输出功率为

P＝UI＝4

W，电源的效率为η＝UI×100%≈66.7%，故选项A、B、C

正确，D

错误．EI答案

ABCA．ra＞rb