2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 电路　闭合电路欧姆定律

第2讲电路闭合电路欧姆定律学习目标1.掌握串、并联电路的特点,会分析有关问题。2.理解并掌握闭合电路的欧姆定律,会分析电路的动态问题。3.会计算闭合电路的功率问题和效率问题。4.掌握路端电压和负载的关系及电源的U-I图像。考点一串、并联电路的规律及应用1.串、并联电路的特点比较项目串联并联电流I=I1=I2=…=InI=I1+I2+…+In电压U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un电阻R=R1+R2+…+Rn1R=1R1+1R功率分配P1R1=P2P1R1=P2R2=…=PnRn2.串、并联电路规律的推论(1)串联电路的总电阻大于任一电阻,串联电阻的个数增加时,总电阻增大。(2)并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,并联支路增多时,总电阻减小。(3)无论串联电路还是并联电路,总功率等于各电阻功率之和。(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。3.电表的两种改装的比较改装成大量程电压表改装成大量程电流表内部电路改装原理串联分压并联分流所需电阻阻值R=UIg－R=U改装后的量程U=Ig(Rg+R)I=R+Rg校准电路角度串并联电路的分析与计算例1如图为某控制电路的一部分,已知AA'的输入电压为24V,如果电阻R=6kΩ,R1=6kΩ,R2=3kΩ,则BB'不可能输出的电压是()A.12V B.8V C.6V D.3V听课笔记

角度电表的改装例2(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100Ω,下列说法正确的是()A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=2mAB.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为9VC.乙图中R1=109Ω,R2=10D.乙图中R1=5Ω,R2=45Ω听课笔记

考点二闭合电路的欧姆定律和电路的动态分析1.电源(1)电动势①定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值,E=Wq②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

(2)内阻:电源内部导体的电阻。2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成,跟内外电阻之和成。

(2)公式:I=ER+r((3)其他表达形式①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U+Ir;②能量表达式:EI=UI+I2r。3.路端电压与外电阻的关系(1)纯电阻电路:U=IR=ER+rR=E1+rR,当R(2)当外电路断路时,I=0,U=。

(3)当外电路短路时,I0=,U=0。

判断正误(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。()(2)电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。()(3)电源电动势等于内外电路电势降落之和。()(4)在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大。()角度闭合电路的有关计算例3(多选)(2025·四川仁寿一中高三月考)如图所示,电源与三个电阻连接,电路中R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当开关S1断开、S2闭合时,理想电流表A的示数为I0;当S1闭合、S2断开时,理想电流表示数为0.5I0。下列判断正确的有()A.电源的内阻为RB.电源的内阻为2RC.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流不相等D.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流可能相等听课笔记

角度闭合电路的动态分析例4(2025·江苏南通高三检测)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用U、I、U1、U2表示,下列判断正确的是()A.I减小,U1增大B.I减小,U2减小C.电压表V2的示数与电流表A示数之比不变D.电压表V的示数与电流表A示数之比变大听课笔记

闭合电路动态分析的常用方法(1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。(2)结论法:“串反并同”,应用条件为电源内阻不为零。①“串反”:某一电阻的阻值增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。②“并同”:某一电阻的阻值增大时,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,反之则减小。(3)极限法:因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题,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,然后再讨论有关问题。角度含电容器电路的分析例5(2025·江西南昌模拟)在如图所示的电路中,已知A、B两个电容器的电容之比CA∶CB=1∶2,每个电阻都相同,则两个电容器带电荷量之比QA∶QB为()A.1∶2 B.2∶3 C.1∶1 D.2∶1听课笔记

含电容器电路的处理方法(1)稳定时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉此支路,求电荷量时再在相应位置补上,此时电容器两极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压。(2)电容器电荷量的变化①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。②如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。③如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。考点三闭合电路的功率和效率问题1.电源的效率η=UIEI×100%=UE×纯电阻电路中η=P出P总×100%=R2.纯电阻电路中电源的最大输出功率P出=UI=I2R=E2(R+r)P出与外电阻R的函数关系可用如图所示的图像表示,由图像可以看出:(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=E2(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可能的外电阻R1和R2,且R1R2=r2。判断正误(1)外电阻越大,电源的输出功率越大。()(2)电源的输出功率越大,电源的效率越高。()(3)路端电压增大时,电源的输出功率一定变大。()例6如图所示,已知电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,保护电阻R0=0.5Ω。(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值;(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率最大,并求这个最大值;(3)求电源的最大输出功率;(4)若电阻箱R的最大值为3Ω,R0=5Ω,当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求这个最大值。

把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”“内阻”如下:(1)两点间断路时的电压等效为电动势E',常见电路等效电源如下:(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短',等效内阻r'=E'I短'。针对训练1(多选)如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是A.电源的电动势E=3.5V,内阻r=2ΩB.图乙中Rx=25ΩC.滑动变阻器的滑片向左移动时,R上消耗的功率先增加后减小D.调整滑动变阻器RP的阻值,可以得到该电源的最大输出功率为1.28W考点四电源的U-I图像与电阻的U-I图像的比较电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较电源的U-I图像电阻的U-I图像图形截距与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流E过坐标原点,表示电流为零时,电阻两端的电压为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大斜率的绝对值电源内阻r电阻大小思考讨论在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点有何含义?

例7(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5A,3.75V)、Q(6A,5V)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是()A.电源1与电源2的内阻之比是2∶3B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是9∶10D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是8∶5听课笔记