高考物理選修知識(shí)點(diǎn)知識(shí)講解 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 提高

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1、 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 編稿：張金虎 審稿：李勇康 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．進(jìn)一步加深對閉合電路各量及其關(guān)系的理解。 　　2．熟練地運(yùn)用閉合電路歐姆定律對電路進(jìn)行分析與計(jì)算。 　　3．能夠綜合運(yùn)用電路有關(guān)知識(shí)（串、并聯(lián)電路特點(diǎn)、部分電路歐姆定律等）對閉合電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和計(jì)算；如，路端電壓、電壓的輸出功率、電源的效率等隨外電阻的變化。 　　4．能夠熟練地運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒的知識(shí)解決非純電阻電路問題（如電動(dòng)機(jī)電路等）。 　　5．綜合運(yùn)用電路知識(shí)解決閉合電路問題。 6．電路的等效、簡化和電路的極值問題 　　7．電路故障的判斷等。 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、關(guān)于閉合電

2、路歐姆定律 1．閉合電路歐姆定律 （1）已知電動(dòng)勢為、內(nèi)電阻為的電源和電阻組成閉合回路，如圖，電路中有電流通過，根據(jù)歐姆定律，和得 　 　　 ，即． 　?。?）閉合電路的電流，跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比。 2、對閉合電路歐姆定律的理解 　　公式的適用對象 　　適用于純電阻電路。 　　適用于純電阻電路。 　　適用于各種電路，與相同。 要點(diǎn)二、閉合電路歐姆定律應(yīng)用 1．路端電壓隨負(fù)載的變化分析 　　負(fù)載即用電器，而是由負(fù)載的結(jié)構(gòu)決定的，當(dāng)變化時(shí)，路端電壓、電流隨之變化，由得 　　 ． 　　可見： 　?。?）隨的增大而增大，隨的

3、減小而減小，曲線如圖所示。 　?。?）當(dāng)（短路）時(shí)，，此時(shí)最大，會(huì)引起火災(zāi)。 　　（3）當(dāng)（斷路）時(shí)，。 2.功率與電流之間的關(guān)系（如圖） 直線表示電源的總功率 . 曲線表示電源的輸出功率 ． 曲線表示電源內(nèi)部消耗的功率 ． 3．電源做功、功率和輸出功率及效率問題的分析 　?。?）電源做功： 　　　 　電源的總功率： 　?。?）電源的輸出功率為 ， 　 　當(dāng)時(shí)，有最大值 ． 　　與外電阻的這種函數(shù)關(guān)系可用如圖的圖象定性地表示。由圖象可知，當(dāng)（即外電阻等于內(nèi)電阻）時(shí)，電源的輸出功率最大為。當(dāng)時(shí)，對于每一個(gè)電源輸出功率，

4、總有兩個(gè)阻值不同的外電阻和與其對應(yīng)。由圖象還可知當(dāng)時(shí)，若增大，則增大；當(dāng)時(shí)，若增大，則減小。 　?。?）電源的效率 ． 　　當(dāng)增大時(shí)，效率提高，當(dāng)時(shí)，電源有最大輸出功率時(shí)，效率僅為，效率并不高。 　?。?）用電器獲得最大功率的分析 　　處理這類問題通常采用等效電源法，解題時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選用不同的等效方式，將用電器獲得最大功率問題轉(zhuǎn)化為電源輸出最大功率的問題。 要點(diǎn)三、元件的曲線和電源的曲線的比較 1．兩種圖象 　　圖甲是定值電阻的曲線，縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別代表了該電阻兩端的電壓和通過該電阻的電流，反映了跟的正比例關(guān)系；圖乙是對閉合電路整體而言的，表示路端電壓，表示通過電源的電

5、流，圖線反映與的制約關(guān)系。 　 　　　　 　　　 2．兩種圖象的物理意義 　　圖甲表示導(dǎo)體的性質(zhì)。而圖乙所示是電源的性質(zhì)，在圖甲中，與成正比的前提是電阻保持一定；在圖乙中，電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻保持不變，外電阻是變的，正是的變化才有和的變化。 　　甲圖直線的斜率是定值電阻的阻值，乙圖直線的斜率表示電源的內(nèi)阻。 3．兩種圖象的應(yīng)用 　　將元件的圖線和電源的圖線放在同一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)，它們的交點(diǎn)坐標(biāo)就是元件接在該電源上時(shí)的工作狀態(tài)，如圖所示： 　　　　　 　　 4.閉合電路的圖象 圖中為電源的圖象；為外電阻的圖象；的斜率的絕

6、對值表示內(nèi)阻大??；與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動(dòng)勢；的斜率的絕對值表示外電阻的大?。粌烧叩慕稽c(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率. 要點(diǎn)四、含有電容的直流電路 1．含容電路的簡化 　　在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流。一旦電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)電阻值無窮大的元件，在電路分析時(shí)可看作是斷路，簡化電路時(shí)可去掉它，若要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置上，用理想電壓表代替，此電壓表的讀數(shù)即為電容器兩端的電壓。 2．含容電路的一些結(jié)論 　?。?）電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流

7、通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓。 　?。?）當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。 　　（3）電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充（放）電，如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。 　　說明：對電容器電荷量的變化問題，要注意電容器兩個(gè)極板的電性變化；若極板電性不變，則；若極板電性互換，則． 要點(diǎn)五、關(guān)于電路故障 1．電路出現(xiàn)故障的原因 　　（1）短路；（2）斷路。 2．電路故障特點(diǎn) 　?。?）斷路特點(diǎn)：電路中發(fā)生斷路

8、表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流為零；斷路后，電源電壓將全部降落在斷路之處。 　?。?）短路特點(diǎn)：電路中其一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為零。 3．電路故障的檢測——用電壓表檢測 　?。?）若電路中某兩點(diǎn)電壓不為零，說明電壓表上有電流通過，則在并聯(lián)路段之外無斷路或并聯(lián)電路內(nèi)無短路。 　?。?）若電路中某兩點(diǎn)電壓為零，說明電壓表上無電流通過，則可能在并聯(lián)路段之外有斷路或并聯(lián)電路內(nèi)有短路。 　　要點(diǎn)詮釋：以上判斷限于電路中只有一處故障。 4．假設(shè)法尋找電路故障發(fā)生原因及故障點(diǎn) 　　已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生的位置時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分；然后逐

9、一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行正向推理。推理結(jié)束若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路。直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱排除法。 要點(diǎn)六、元件的曲線和電源的曲線的比較 　 　　1.如果電流表、電壓表是理想的，理想電流表內(nèi)阻是零，理想電壓表內(nèi)阻可看作無窮大，當(dāng)把電表接入電路中，它們的作用是顯示電流、電壓的儀器。 　　2.在有些電路中，電表的內(nèi)阻對電路的影響很大，不能忽略，這時(shí)電表在電路中的作用是能顯示電流、電壓的電阻。 要點(diǎn)七、電路分析 1、電路分析的方法 　　閉合電路中由于局部電阻變化（

10、或開關(guān)的通斷）引起各部分電壓、電流（或燈泡明暗）發(fā)生變化的問題的分析方法如下： 　　A．程序分析法：“部分→整體→部分” 　?。?）由局部電阻變化判斷總電阻的變化。 　?。?）由判斷總電流的變化。 　?。?）根據(jù)判斷路端電壓的變化。 　?。?）由歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流的變化。 　　以上分析可形象表示為： 　　　　 　　B．結(jié)論分析法 　　在閉合電路的動(dòng)態(tài)分析過程中總結(jié)出如下（1）（2）兩個(gè)結(jié)論，利用這兩個(gè)結(jié)論進(jìn)行電路分析方便快捷。 　　（1）任一電阻R阻值增大，必引起該電阻中電流I的減小和該電阻兩端電壓U的增大。 　　　　 　?。?）任一電阻

11、R阻值增大，必將引起與之并聯(lián)的支路中電流的增大和與之串聯(lián)的各電阻電壓的減小。 　　　　 　　C．極值或端值分析法 　　外電路上某個(gè)電阻的阻值發(fā)生變化時(shí)（往往是變阻器的阻值變化），電路中的某個(gè)量或某幾個(gè)量也隨之變化，可能出現(xiàn)最大值或最小值，求出最大值或最小值后，這些量的變化情況也就隨之確定。例如一段電路上的電阻出現(xiàn)最大值，電流可能出現(xiàn)最小值，電壓可能出現(xiàn)最大值。有些情況下在所討論的范圍內(nèi)某個(gè)量沒有出現(xiàn)不單調(diào)變化，此時(shí)變化范圍的端值就是最大值或最小值。 　　D．特殊值驗(yàn)證法 　　在某個(gè)量的變化范圍內(nèi)取幾個(gè)特殊的狀態(tài)，利用這些狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算并加以比較，以確定某些量的變化情況。 2．

12、電路分析的技巧 　　（1）當(dāng)討論定值電阻上電壓（電流）的變化時(shí)，可用部分電路歐姆定律分析，當(dāng)討論可變電阻上的電壓（電流）變化時(shí)，不能再由歐姆定律分析，因它的電阻減?。ɑ蛟龃螅?，兩端的電壓也減小（或增大），不好確定，這時(shí)，應(yīng)從總電流等于部分電流之和分析。 　　（2）在閉合電路中，任何一個(gè)電阻增大（或減小），則電路的總電阻將增大（或減小），任何一個(gè)電阻增大（或減?。?，該電阻兩端的電壓一定會(huì)增大（或減?。?，通過該電阻的電流減?。ɑ蛟龃螅? 【典型例題】 類型一、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析 　　例1．（2014 高考上海卷）如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r，將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)

13、，理想電壓表示數(shù)V1、V2、V3變化量的絕對值分別為ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則（ ） （A）A的示數(shù)增大 （B）V2的示數(shù)增大 （C）ΔV3與ΔI的比值大于r （D）ΔV1大于ΔV2 【答案】ACD 【解析】由電路圖可知，該電路是有滑動(dòng)變阻器和電阻R串聯(lián)所形成的電路，電路中電壓表V1測量電阻R兩端的電壓，電壓表V3測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，而電壓表V2測量的是路端電壓值，電流表測量回路中的總電流；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小，則回路中的總

14、電阻減小，由閉合回路歐姆定律可知，回路中的總電流增大，電阻R兩端的電壓增大，電源的內(nèi)電壓增大，故回路路端電壓減小，即A的示數(shù)增大，V3的示數(shù)變大，V2的示數(shù)變小，故A正確，B錯(cuò)誤；由上述分析知，V2的變化量即V3變化量與V1的變化量之差，即，而ΔV1與ΔI的比值即電阻R的大小，ΔV2與ΔI的比值即電阻r的大小，所以ΔV3與ΔI的比值即R+r的大小，大于r，故C正確；而電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r，所以ΔV1大于ΔV2，故D正確. 【總結(jié)升華】處理電路動(dòng)態(tài)變化問題的一般思路是先部分（引起變化的部分），再整體（分析回路的總電阻、干路電流及路端電壓的變化），最后回到部分（需要得出結(jié)論的部

15、分）。 舉一反三： 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例3 】 【變式】在如圖所示電路中，閉合電鍵，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用和表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用和表示．下列比值正確的是 （ ） A．不變，不變． B．變大，變大． C．變大，不變 D．變大，不變． 【答案】A C D 【解析】, , ． 　　, 　?。? 故A、C、D正確． 類型二、電路極值問題 　　例2．如圖所示，電源電動(dòng)勢，內(nèi)電

16、阻，固定電阻，，是阻值范圍為的滑動(dòng)變阻器。合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求通過電源電流的最小值。 　　【思路點(diǎn)撥】先找出物理量的函數(shù)關(guān)系，再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求取值。 【答案】 【解析】設(shè)滑動(dòng)觸頭從最上端移至某一位置時(shí)，將分成兩部分，且設(shè)的阻值為，RPB的阻值為， 　　這時(shí)外電路總電阻為． 　　由數(shù)學(xué)知識(shí)知，當(dāng)，即兩并聯(lián)支路的電阻相等時(shí)， 有最大值，這時(shí)外電路電流最小，最小電流為． 　　【總結(jié)升華】（1）解決極值問題常用的方法是：先找出物理量的函數(shù)關(guān)系，再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求取值。 　　（2）本題容易誤認(rèn)為從的最上端移至最下端過程中，并聯(lián)總電阻單調(diào)增加的變化，這是易錯(cuò)點(diǎn)，當(dāng)并聯(lián)支路電

17、阻相等時(shí)，并聯(lián)電阻最大。 舉一反三： 【變式】如圖所示的電路中，已知電源電動(dòng)勢，內(nèi)電阻，定值電阻，，滑動(dòng)變阻器的全值電阻為，今閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻的滑動(dòng)頭，試通過電源的電流變化的范圍。 【答案】． 【解析】． 所以通過電源的電流范圍為． 【總結(jié)升華】注意：由極值知識(shí)可知滑至最左端時(shí)外電阻有最小值；滑至的左側(cè)電阻為時(shí)外電阻有最大值。 類型三、電流表、電壓表對電路的影響 　　例3．如圖所示，已知，，電壓表的內(nèi)阻為，當(dāng)電壓表接在兩端時(shí)，讀數(shù)為，而當(dāng)電壓表接在兩端時(shí)，讀數(shù)為，試求電路兩端（間）的電壓和電阻的阻值。 　 　　　　　　　　　　　　 　　

18、【答案】　　 【解析】當(dāng)電壓表接在兩端時(shí)，電路的總電流為 ． 　　所以有 　　　　　　　　　　　　　　　　 　 ① 　　當(dāng)電壓表接在兩端時(shí)，電路總電流為 　　　?。? 　　所以有 　　　　　　　　　　 　　　　　 ② 　　將和代入①②兩式可解得：間的電壓：，電阻。 　　【總結(jié)升華】由于電壓表的內(nèi)阻與電阻和的值均在一個(gè)數(shù)量級（）上，因此不能按理想電表討論。 　　通過電壓表的讀數(shù)，可以間接地知道電路中的電流，在這里，電壓表實(shí)際上充當(dāng)了雙重角色（既是電壓表，又是電阻），流入電壓表的電流不可忽略。 舉一反三： 【變式】某同學(xué)在測定標(biāo)稱“3.8V

19、"的小燈泡時(shí)是采用伏安法進(jìn)行的，但他將電壓表、電流表的位置顛倒了，接成了如圖所示的電路，這將會(huì)使： A、小燈泡損壞； B、小燈泡不亮； C、電流表讀數(shù)很小； D、電壓表讀數(shù)大約為5V 。 【答案】B C D 類型四、含有電容的直流電路和計(jì)算 　　例4．在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢，內(nèi)電阻；電阻，，，；電容器的電容，電容器原來不帶電。求接通開關(guān)后流過的總電荷量。 　　【思路點(diǎn)撥】接通前，電容器上的電壓、電荷量均為零。找出接通電鍵，待電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓。 【答案】 【解析】由電阻的串并聯(lián)公式得閉合電路的總電阻 　　　?。?

20、 　　由歐姆定律得通過電源的電流 ． 　　電源的路端電壓 ． 兩端的電壓 ． 　　通過的總電荷量就是電容器的電荷量 ． 　　由以上各式并代入數(shù)據(jù)解得 ． 　　【總結(jié)升華】接通前，電容器上的電壓、電荷量均為零；接通后，R4上有電流，直至電容器充電結(jié)束，這時(shí)，電容器相當(dāng)于斷路，上無電流，上的電壓即是上的電壓，這是本題的關(guān)鍵。 舉一反三： 【變式】如圖所示，已知，，，，。開關(guān)原來處于斷開狀態(tài)，下列說法正確的是（ ） A．開關(guān)閉合瞬間，電流表的讀數(shù)為． B．開關(guān)閉合瞬間，電壓表的讀數(shù)為． C．開關(guān)閉合經(jīng)過一段時(shí)間

21、，再將開關(guān)S迅速斷開，則通過的電荷量為． D．以上答案都不對． 【答案】C 【解析】此題考查電容器的特性，即電容器充電瞬間可認(rèn)為是短路，電容器充電完畢達(dá)到穩(wěn)定后可認(rèn)為是斷路． 開關(guān)迅速閉合的瞬間，電容器充電相當(dāng)于短路， ， 電流表示數(shù)為，電壓表示數(shù)，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤； 穩(wěn)定后，電容器相當(dāng)于斷路， ， 此時(shí)電容器兩端的電壓，電容器上的帶電荷量 ， 即通過的電荷量為，C選項(xiàng)正確． 【總結(jié)升華】 電容器充電的瞬間可認(rèn)為短路，電容器穩(wěn)定后可認(rèn)為斷路，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓，與電容器串聯(lián)的電阻可作為導(dǎo)線處理． 類型五、電路故障判斷 　

22、　例5．如圖所示，開關(guān)閉合后，白熾燈均不亮，用電壓表測量各段的電壓，結(jié)果是：。已知電路中只有一處斷路，則下面判斷正確的是（　 ） 　　A．燈斷　　B．燈斷　　　C．電阻斷　　D．電源斷 　　 【答案】B 【解析】由題中的測量結(jié)果：，可判斷白熾燈沒斷；若電路開路，電流為零，而導(dǎo)體中沒有電流時(shí)，導(dǎo)體為一等勢體，因此電源也沒有斷；，可判斷電阻沒有斷；因兩點(diǎn)等勢，兩點(diǎn)等勢，兩點(diǎn)電壓等于電源電壓為，應(yīng)是開路。故B正確。 　　【總結(jié)升華】電路中的電阻只要在斷路狀態(tài)下沒有電流通過它，它兩端的電壓，它的兩端等勢，這是利用電壓表判斷斷路故障常用的結(jié)論。 舉一反三： 【變式】如圖所示，電燈標(biāo)有“

23、”字樣，滑動(dòng)變阻器的總電阻為．當(dāng)滑片滑至某位置時(shí)，恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)為．由于外電路發(fā)生故障，電燈突然熄滅，此時(shí)電流表示數(shù)變?yōu)?，電壓表示?shù)為．若導(dǎo)線連接完好，電路中各處接觸良好．試問： （1）發(fā)生的故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處？ （2）發(fā)生故障前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？ （3）電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻為多大？ 【答案】（1）斷路 燈 （2） （3） 【解析】（1）電路發(fā)生故障后，電流表讀數(shù)增大，路端電壓也增大，因此外電路總電阻增大，一定在外電路某處發(fā)生斷路．由于電流表有讀數(shù)，不可能斷路，電壓表也有

24、讀數(shù)．滑動(dòng)變阻器也不可能斷路，只可能是電燈發(fā)生斷路． （2）斷路后，外電路只有，因無電流流過，電壓表示數(shù)即為路端 ， ． 未斷路時(shí)恰好正常發(fā)光， ，． ． ． （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律． 故障前，故障后．得，． 【總結(jié)升華】如果某用電器被短路，則它兩端的電壓為零；如果電路中某處斷路（且只有一處），則斷路處電壓不為零，這是解決故障問題的主要依據(jù)． 類型六、電路與靜電場綜合問題 　 例6．如圖所示的電路中，兩平行金屬板水平放置，兩板間的距離。電源電動(dòng)勢，內(nèi)電阻，電阻。閉合開關(guān)，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從板小孔以初速度豎直向上射入板間，若小球

25、帶電荷量為，質(zhì)量為，不考慮空氣阻力。那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)板？此時(shí)，電源的輸出功率是多大？ 【思路點(diǎn)撥】對“小球恰能到達(dá)板”的過程應(yīng)用動(dòng)能定理求出。再用閉合電路歐姆定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 【答案】　　 【解析】（1）小球進(jìn)入板間后，受重力和電場力作用，且到板時(shí)速度為零，設(shè)兩板間電壓為，由動(dòng)能定理得 　　　?。? 　　所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓 ． 　　設(shè)通過滑動(dòng)變阻器電流為，由歐姆定律得 　　　 . 　　滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻 . 　?。?）電源的輸出功率 ． 　 舉一反三： 　　【變式】（2014 迎澤區(qū)校級期

26、中）如圖所示，電源電動(dòng)勢E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5Ω，C=30μF （1）閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流． （2）然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過R1的總電量 【答案】（1）；（2）． 【解析】（1）穩(wěn)定后電容相當(dāng)于斷路，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得 （2）閉合開關(guān)S時(shí)，電容器與R2并聯(lián)，則電容兩端的電勢差 開關(guān)S斷開后，電容器兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢10V，則通過R1的電量為 類型七、電源做功、功率和輸出功率及效率的計(jì)算 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例5 】 例7．如圖所示直線為電源的圖線,直線為電阻的圖線,用

27、該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的輸出功率和電源的效率分別是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】由圖線可知, , . 虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率 . . . 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例6 】 例8.在圖示電路中,電池的電動(dòng)勢, ,固定電阻,是可變電阻,在由增加到的過程中,求: （1）可變電阻的消耗熱功率最大的條件和最大熱功率. （2） 電池的內(nèi)阻和固定電阻上消耗的最小熱功率之和. 【答案】（1）當(dāng)時(shí)，；（2） 【解析】（1）將看作內(nèi)

28、電阻的一部分,則 , 當(dāng)時(shí),可變電阻的消耗熱功率最大為 . （2）上消耗的熱功率最小,則電流最小,總電阻最大, . 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 382478 例7 】 例9.如圖所示，拋物線、分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知下列說法中正確的是：（ ） A、電源電動(dòng)勢為4V B、電源內(nèi)電阻為1Ω C、電源最大輸出功率為8W D、電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率可達(dá)16w 【答案】ABD 【解析】圖線開口向上為內(nèi)電路消耗的電功率隨電流變化的圖

29、線，圖線開口向下為外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由圖示短路電流可知 ① 由圖示電源最大輸出功率可知 ② 聯(lián)立①②得 . 由短路電流可知電源內(nèi)阻 . 電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率 . 綜上所述，ABD正確。 類型八、閉合電路歐姆定律綜合應(yīng)用 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例8 】 例10.如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢為，內(nèi)阻為，電路中的電阻、和的阻值都

30、相同。在電鍵處處于閉合狀態(tài)下，若將電鍵由位置1切換到位置2，則（ ） A．電壓表的示數(shù)變大 B．電池內(nèi)部消耗的功率變大 C．電阻兩端的電壓變大 D．電池的效率變大 【答案】B 【解析】這是一個(gè)由開關(guān)的通斷導(dǎo)致電路變化的問題, 由1閉合到2，外電路的總阻值變小，路端電壓變小，電壓表示數(shù)變??；“A”錯(cuò)誤；干路電流增大，因此電池內(nèi)部消耗的功率增大；“B”正確； 　　　　　　 由電路的分壓可知：在1和2時(shí)，兩端的電壓分別為；又由于 ，電阻兩端的電壓應(yīng)變小，“C”錯(cuò)誤。電池的效率與路段電壓成正比，變小，“D”錯(cuò)誤。綜上，應(yīng)選

31、“B” 舉一反三： 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例9 】 【變式】如圖所示，，，，，若電路消耗的總功率為，電源輸出功率，電源內(nèi)阻，求： 　　　　 （1）間的電壓； （2）電源電動(dòng)勢． 【答案】（1）（2） 【解析】（1）由能量守恒可得： 又， ． 與并聯(lián)后的總電阻為 . 因此，、和的總電阻為 , 與相等，因此它們并聯(lián)后的總電阻為 故 ． （2）又，（中包含了未知電阻，為外電路總電阻） 故電源電動(dòng)勢 ． 類型九、閉合電路歐姆定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用 例11．如圖所示為電子秤的原理圖，托盤和彈簧的電阻與質(zhì)量均不計(jì)，

32、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端與彈簧的上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)為零，設(shè)變阻器的總阻為，總長度為，電源電動(dòng)勢為，內(nèi)阻為，限流電阻阻值為，彈簧勁度系數(shù)為，不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想電表，當(dāng)托盤上放上某物時(shí)，電壓表的示數(shù)為，求此時(shí)稱量物體的質(zhì)量． 　　　　 【思路點(diǎn)撥】由胡克定律找出彈簧壓縮量，這個(gè)壓縮量就是滑動(dòng)變阻器的觸頭下移量。完成力學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)化后，再結(jié)合閉合電路歐姆定律建立相關(guān)方程。 【答案】． 【解析】本題考查閉合電路歐姆定律及其在實(shí)際問題中的應(yīng)用． 設(shè)物體質(zhì)量為，彈簧壓縮量為，則 　　　　………………………①； 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭下移時(shí)，電壓表的示數(shù)

33、為 　　　………………………②； 由閉合電路歐姆定律知 　　……………………③； 聯(lián)立①②③得 ． 【總結(jié)升華】理清題目所描述的過程，建立力學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)化模型，靈活應(yīng)用物理規(guī)律解題。 例12．我們都有過這樣的體驗(yàn)：手電筒里的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅光，這就是我們常說的“電池沒電了”．有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用，某同學(xué)為了檢驗(yàn)此人的做法是否合理，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)。 （1）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來分析測量新、舊干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，并將測量結(jié)果描繪成如圖乙所示的圖象．由圖象信息求： 新電池：電動(dòng)勢、內(nèi)阻；舊電池：電動(dòng)勢、

34、電阻． （2）計(jì)算新、舊電池各一節(jié)串聯(lián)作電源使用時(shí)的效率．（手電筒的小燈泡上標(biāo)有“”） （2）計(jì)算上一小題中舊電池提供的總電功率和它本身消耗的電功率分別是多少． （4）你認(rèn)為新、舊電池搭配使用的做法是否合理？簡述理由． 【答案】（1） 　　（2）　　?。?） （4）不合理 理由見解析 【解析】（1）由圖象的縱軸的截距和斜率可得出： ，， ，， （2）， ， ． （3）舊電池提供的總功率 ， 舊電池本身消耗的電功率 ． （4）新、舊電池搭配使用時(shí)，由于舊電池本身消耗的功率過大，整個(gè)電路效率太低，所以這種做法不合理． 【總結(jié)升華】 新、舊電池相比較，其電動(dòng)勢變化不大，但舊電池內(nèi)阻比新電池內(nèi)阻大很多．若將新、舊電池混合使用，有時(shí)舊電池不但不能為電路提供能量反而成為一個(gè)耗能元件，所以通常不能將新舊電池混合使用． 舉一反三： 【高清課堂：閉合電路歐姆定律的應(yīng)用382478 例４ 】 【變式】如圖為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的圖像，下列判斷正確的是 （ ） A．電動(dòng)勢，發(fā)生短路時(shí)的電流 B． 電動(dòng)勢，內(nèi)阻 C．電動(dòng)勢，內(nèi)阻 D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化大 【答案】AD