高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 恒定電流 基礎(chǔ)課時(shí)20 電路 閉合電路的歐姆定律課件.ppt

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基礎(chǔ)課時(shí)20 電路 閉合電路的歐姆定律,[知識(shí)梳理],知識(shí)點(diǎn)一、電阻的串、并聯(lián),I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n,U1＝U2＝…＝Un,知識(shí)點(diǎn)二、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1.電動(dòng)勢(shì) (1)電源：電源是通過(guò)非靜電力做功把_________的能轉(zhuǎn)化成_______的裝置。 (2)電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝____，單位：V。 (3)電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源________________ ___________本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。 2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r，叫做電源的_____，它是電源的另一重要參數(shù)。,其他形式,電勢(shì)能,化成電勢(shì)能,把其他形式的能轉(zhuǎn),內(nèi)阻,知識(shí)點(diǎn)三、閉合電路的歐姆定律 1.閉合電路的歐姆定律 (1)內(nèi)容 閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_____，跟內(nèi)、外電阻之和成_____。 (2)公式 ①I(mǎi)＝ ______ (只適用于純電阻電路)； ②E＝_______(適用于所有電路)。,正比,反比,U外＋I(xiàn)r,2.路端電壓與外電阻的關(guān)系,E,增大,[思考] (1)根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r畫(huà)出電源的U－I圖象？根據(jù)圖線如何求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？ (2)最簡(jiǎn)單的閉合回路如圖1所示，推導(dǎo)出電源的輸出功率的表達(dá)式？并求出電源的最大輸出功率？,圖1,[診斷自測(cè)],答案 D,2.(2016·上海普陀區(qū)一模)如果閉合電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為12 V，外電壓為10 V，當(dāng)有0.5 C電荷量通過(guò)電路時(shí)，下列結(jié)論正確的是( ) A.在電源內(nèi)部，非靜電力將5 J的其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 B.在電源內(nèi)部，靜電力將6 J的其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 C.在電源外部，靜電力將5 J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 D.在電源外部，靜電力將6 J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,解析 在電源內(nèi)部，根據(jù)公式有W＝qE＝0.5×12 J＝6 J，非靜電力將6 J的其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故A、B都錯(cuò)誤；在電源外部，根據(jù)公式有W＝qU＝0.5×10 J＝5 J，靜電力將5 J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故C正確，D錯(cuò)誤。 答案 C,3.(2015·長(zhǎng)春調(diào)研)如圖2所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R1、R2為定值電阻，R0為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，關(guān)于電壓表、電流表示數(shù)變化的情況，以下說(shuō)法正確的是( ),圖2 A.V的示數(shù)變大，A的示數(shù)變小 B.V的示數(shù)變大，A的示數(shù)變大 C.V的示數(shù)變小，A的示數(shù)變小 D.V的示數(shù)變小，A的示數(shù)變大,解析 由閉合電路的歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器滑片向右移，外電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，V的示數(shù)變大。干路電流減小，R1兩端電壓減小，R2兩端電壓增大，流過(guò)R2的電流增大，A的示數(shù)變大，可知選項(xiàng)B正確。 答案 B,4.直流電路圖如圖3所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的( ),圖3 A.總功率一定減小 B.效率一定增大 C.內(nèi)部損耗功率一定減小 D.輸出功率一定先增大后減小,解析 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，整個(gè)回路的電流變小，電源內(nèi)部損耗的功率P內(nèi)＝I2r一定減小，選項(xiàng)C正確；總功率P＝EI一定減小，選項(xiàng)A正確；而內(nèi)電壓降低，外電壓升高，電源的效率增大，選項(xiàng)B正確；當(dāng)內(nèi)電阻等于外電阻時(shí)，輸出功率最大，此題中無(wú)法知道內(nèi)、外電阻的大小關(guān)系，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 ABC,5.(多選)如圖4所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是( ),圖4 A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0 V B.電源的內(nèi)阻為12 Ω C.電源的短路電流為0.5 A D.電流為0.3 A時(shí)的外電阻是18 Ω,答案 AD,考點(diǎn)一 電路的動(dòng)態(tài)分析 1.判定總電阻變化情況的規(guī)律 (1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。 (2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。 (3)在如圖5所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢(shì)一致。,圖5,2.電路動(dòng)態(tài)分析的方法 (1)程序法：遵循“局部－整體－部分”的思路，按以下步驟分析：,(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。 (3)串反并同法：“串反”是指某一電阻增大(或減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(或增大)。“并同”是指某一電阻增大(或減小)時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(或減小)。,【例1】 (2015·湖北武漢二模)在如圖6所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器， 、 為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是( ),圖6 A.電壓表示數(shù)減小 B.電流表示數(shù)減小 C.電容器C所帶電荷量增多 D.a點(diǎn)的電勢(shì)降低,答案 D,方法提煉 電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法 電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢(shì)體，電容器兩端的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。,【變式訓(xùn)練】 1.(多選)如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，兩只小燈泡均能發(fā)光?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右滑動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( ),圖7,A.小燈泡L1、L2均變暗 B.小燈泡L1變亮，L2變暗 C.電流表 的讀數(shù)變小，電壓表 的讀數(shù)變大 D.電流表 的讀數(shù)變大，電壓表 的讀數(shù)變小,解析 畫(huà)出等效電路如圖所示，滑片向右滑動(dòng) 的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大， 電路中的總電阻變大，路端電壓變大，總電流 變小，故電流表 的讀數(shù)變小，電壓表 的讀 數(shù)變大，L2變暗，L1變亮，B、C正確。,答案 BC,圖8,【例2】 (多選)如圖9甲所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從A端滑至B端的過(guò)程中，得到電路中的一些物理量的變化如圖9乙、丙、丁所示。其中圖乙為輸出功率與路端電壓的關(guān)系曲線，圖丙為路端電壓與總電流的關(guān)系曲線，圖丁為電源效率與外電路電阻的關(guān)系曲線，不考慮電表、導(dǎo)線對(duì)電路的影響。則下列關(guān)于圖中a、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)值正確的是( ),圖9,A.a(4 V，4.5 W) B.b(4.8 V，2.88 W) C.c(0.6 A，4.5 V) D.d(8 Ω，80%),答案 BD,【變式訓(xùn)練】 2.如圖10所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R的阻值也為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是( ),圖10 A.電壓表的示數(shù)變大 B.電流表的示數(shù)變小 C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小 D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小,解析 等效電路圖如圖所示。滑片從a端滑向b端，其接入電路的阻值RPb減小，由“串反并同”原則有，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，電阻R消耗的功率增大，A、B、D錯(cuò)誤；把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源)，則R內(nèi)＝2r，RPb減小，且RPb2r，等效電源的輸出功率減小，即滑動(dòng)變阻器的功率減小，C正確。,答案 C,考點(diǎn)三 電源的U－I圖象的應(yīng)用,【例3】 (多選)用如圖11甲所示的電路來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的U－I圖線，由圖可知下列判斷正確的是( ),圖11 A.電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值為1.40 V B.電源內(nèi)阻的測(cè)量值為3.50 Ω C.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40 A D.電壓表的示數(shù)為1.20 V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.20 A,答案 AD,反思總結(jié) 分析U－I圖象的四個(gè)步驟 (1)明確縱、橫坐標(biāo)的物理意義。 (2)明確圖象的截距、斜率及交點(diǎn)的意義。 (3)找出圖線上對(duì)應(yīng)狀態(tài)的參量或關(guān)系式。 (4)結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進(jìn)行分析、計(jì)算。,【變式訓(xùn)練】 3.(多選)(2016·黑龍江哈爾濱第一中學(xué)考試)如圖12所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知( ),圖12 A.R的阻值為1.5 Ω B.電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為0.5 Ω C.電源的輸出功率為3.0 W D.電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W,答案 AD,1.(2016·山東日照檢測(cè))如圖13所示，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其電阻隨光照強(qiáng)度的增加而減小。閉合開(kāi)關(guān)S后，若照射R3的光強(qiáng)度減弱，則( ),圖13 A.R1兩端的電壓變大 B.小燈泡消耗的功率變小 C.通過(guò)R2的電流變小 D.電源兩極間的電壓變小,解析 照射R3的光強(qiáng)度減弱，光敏電阻阻值變大，故電路總電阻變大，由閉合電路的歐姆定律可知，電路的總電流減小，路端電壓增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由部分電路歐姆定律得U1＝IR1，則R1兩端電壓減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)串反并同規(guī)律可知，與R3串聯(lián)的小燈泡消耗的功率減小，B項(xiàng)正確；通過(guò)與R3并聯(lián)的電阻R2的電流增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 B,2.(2016·日照調(diào)研)如圖14所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3均為定值電阻， 與 均為理想電表；開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合， 均有讀數(shù)，某時(shí)刻 和 讀數(shù)均變大，則電路中可能出現(xiàn)的故障是( ),圖14 A.R1斷路 B.R2斷路 C.R1短路 D.R3短路,解析 當(dāng)R1斷路時(shí)，電流表示數(shù)變?yōu)?，A錯(cuò)誤；當(dāng)R2斷路時(shí)，外電路的總電阻變大，故路端電壓變大，即電壓表讀數(shù)變大，電路的總電流減小，故R1上的電壓減小，R3兩端電壓變大，故電流表讀數(shù)變大，與題目所給的現(xiàn)象吻合，故電路是R2斷路，B正確；當(dāng)R1短路或R3短路時(shí)，外電路電阻變小，路端電壓變小，即電壓表示數(shù)變小，C、D錯(cuò)誤。 答案 B,3.如圖15所示，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某小燈泡的U－I圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電源的總功率分別是( ),圖15 A.4 W，8 W B.2 W，4 W C.2 W，3 W D.4 W，6 W,解析 電源的U－I圖線A在縱軸上的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，圖線A、B的交點(diǎn)表示電路工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的工作電壓為U＝2 V，工作電流為I＝2 A。用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率P出＝UI＝2×2 W＝4 W，電源的總功率P總＝EI＝3×2 W＝6 W。選項(xiàng)D正確。 答案 D,4.(2014·天津理綜，2)如圖16所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合開(kāi)關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)。如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是( ),圖16 A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離 D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,答案 B,5.(多選)如圖17所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，小燈泡L標(biāo)有“2 V 0.4 W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝4 Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光?，F(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作。則( ),圖17 A.電源內(nèi)阻為1 Ω B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 Ω C.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1 V D.電源效率約為93.3%,答案 AD,