2027届新高考物理热点精准复习闭合电路欧姆定律及其应用

2027届新高考物理热点精准复习闭合电路欧姆定律及其应用学习目标:1.理解并掌握闭合电路的欧姆定律,会分析电路的动态变化。2.会计算涉及电源的电路功率。3.掌握路端电压和电流的关系及电源的U-I图像。√√×××

考点一闭合电路欧姆定律

电势能2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成

,跟内、外电路的电阻之和成

;

(2)公式:I=

(只适用于纯电阻电路);

(3)其他表达形式①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+

(适用于

电路);②功率表达式:EI=UI+

。

正比反比

Ir任意I2r

增大E

典例1

(2024南师大苏州实验学校月考)用图示电路测量电池的电动势和内阻,将两个阻值分别为12Ω和20Ω的定值电阻连入电路中,当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍。则(

)A.R1=20Ω,r=4Ω

B.R2=12Ω,E=24VC.R1=12Ω,r=2Ω

D.R2=20Ω,E=12VA解析

当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍,则R1=20

Ω,R2=12

Ω,根据E=I(R1+r),E=1.5I(R2+r)得r=4

Ω,电源电动势无法得出,故A项正确。考点二直流电路的动态变化问题1.动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小,导致电路电压、电流、功率等变化。2.电路动态分析的方法(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;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去讨论。(4)特殊值法对有些复杂难以直接判断的问题,可采用特殊值代入分析。典例2

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,V3、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U3、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V3的示数与电流表A示数之比变大D解析

当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,R2接入电路的阻值变大,外电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,总电流I变小,路端电压U变大,R1两端的电压U1=IR1减小,R2的电压U2=U-U1增大,故A、B项错误;电压表V2的示数与电流表A的示数之比为电阻R2的阻值,R2变大,故C项错误;电压表V的示数与电流表A的示数之比为外电路总电阻,外电路总电阻变大,故D项正确。对点演练

如图所示的电路,R3为热敏电阻(阻值随温度升高而降低),其余为定值电阻。当R3所在处出现火情时,以下说法正确的是(

)A.电压表示数不变

B.电压表示数变大C.电流表示数变小

D.电流表示数变大C考点三闭合电路的功率及效率问题1.有关电源功率和效率的重要公式

电源总功率任意电路:P总=EI=P出+P内电源内部消耗的功率P内=I2r=P总-P出电源的输出功率任意电路:P出=UI=P总-P内P出与外电阻R的关系

电源的效率

典例3

(2025南通名校联盟联考)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,并求出这个最大值;(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大,并求出这个最大值;(3)若电阻箱R的最大值为3Ω,R0=5Ω,求:当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求出这个最大值;(4)求电源的最大输出功率。

考点四两类图像问题

2.电源与电阻的U-I图像的对比

项目电源U-I图像电阻U-I图像图形

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项目电源U-I图像电阻U-I图像截距过坐标原点,表示没有电压时电流为零坐标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每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源内阻r电阻大小典例4

如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像,将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上,R0功率相等。则(

)A.电源a、b效率相同B.电源a的内阻更大C.若将定值电阻换为大于R0的电阻,电源b的输出功率大于电源a的输出功率D.若将定值电阻换为小于R0的电阻,电源b的功率大于电源a的功率C

图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率,由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值,即电源b的输出功率大于电源a的输出功率,故C项正确;电源的功率为P=EI,若将定值电阻换为小于R0的电阻,如图:图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流,可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大,又电源a的电动势小,所以电源b的功率与电源a的功率大小无法比较,故D项错误。考点五含容电路的分析1.电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。2.电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。3.电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、