高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題八 第3講 閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用課件

考點(diǎn) 1電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻1電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2電動(dòng)勢(shì)： 等于外電路斷開(kāi)時(shí)兩端的電壓電動(dòng)勢(shì)用 E 表示，單位是伏(V)電源(1)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為的本領(lǐng)大小的物理量電能(2)大?。簲?shù)值上等于非靜電力移送 1 C 正電荷從電源負(fù)極至正極所做的功第3講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用與外電路的狀況無(wú)關(guān)；電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)和電路參數(shù)無(wú)關(guān)(2)電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)；電壓的大小表示電場(chǎng)力在電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間移動(dòng) 1 C 正電荷做的功，是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)兩者之間的聯(lián)系：電路閉合時(shí)，EU 內(nèi)U 外；電路斷開(kāi)時(shí)，EU 外4電源的內(nèi)阻：電源內(nèi)部電路的電阻電源向外供電時(shí)，電源內(nèi)部也有電流流過(guò)，內(nèi)部電流通過(guò)內(nèi)阻時(shí)要產(chǎn)生熱量，內(nèi)部電阻消耗電能，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能3電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別及聯(lián)系(1)電源電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，只與電源有關(guān)，1(單選)下列關(guān)于電源的說(shuō)法，正確的是()DA電源向外提供的電能越多，表示電動(dòng)勢(shì)越大B電動(dòng)勢(shì)就是電源兩端的電壓C電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動(dòng)勢(shì)就越大D電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大解析：電源向外提供的電能除與電動(dòng)勢(shì)有關(guān)之外，還與輸出的電流、通電時(shí)間有關(guān)，故 A 錯(cuò)誤；只有當(dāng)外電路斷路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)才等于電源兩端的電壓，故 B 錯(cuò)誤；電源的電動(dòng)勢(shì)由電源自身的性質(zhì)決定，與有無(wú)外電路無(wú)關(guān)，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，故選項(xiàng) D正確A電源是通過(guò)靜電力把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B在電源內(nèi)部正電荷從低電勢(shì)處向高電勢(shì)處移動(dòng)C電源電動(dòng)勢(shì)反應(yīng)了電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)D把同一電源接在不同的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)也將發(fā)生變化2(雙選)下列關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是()BC解析：在電源內(nèi)部，存在由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，正電荷受靜電力的阻礙不能向正極移動(dòng)，正是電源內(nèi)部的化學(xué)作用或電磁作用等提供了非靜電力才使正電荷從低電勢(shì)的負(fù)極向高電勢(shì)的正極移動(dòng)，正是通過(guò)非靜電力做功，實(shí)現(xiàn)了其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B、C 正確電動(dòng)勢(shì)由電源內(nèi)部的非靜電力決定，與外電路無(wú)關(guān)，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤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)、外電路的電阻之和成正比反比2公式：IERr(只適用于純電阻電路)；EU 內(nèi)U 外(適用于任何電路)3路端電壓與外電阻、電流的關(guān)系(1)由 UIRERrRE1r/R可知，當(dāng) R 增大時(shí)，U；當(dāng)外電路斷路時(shí)，R 無(wú)窮大，此時(shí) I0，U；當(dāng)外電路短路時(shí)，R0，UE，I .r增大E0(2)由 UE，當(dāng)總電流變大時(shí)，路端電壓變小Ir考點(diǎn) 2閉合電路的歐姆定律4兩個(gè) UI 圖象的比較(1)電路動(dòng)態(tài)分析的基本思路：“部分整體部分”，即 R的變化R總的變化I總的變化路端電壓 U端的變化各支路電壓 U、電流 I 的變化(2)串反并同某電阻增大(減小)，與它串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)；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(減小)；所謂的串并關(guān)系：即流過(guò)該電阻的電流也流經(jīng)的其他電阻與它是串關(guān)系，流過(guò)該電阻的電流不流經(jīng)的其他電阻與它是并關(guān)系5.閉合電路的動(dòng)態(tài)分析3(雙選)如圖 831 所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓與通過(guò)它們的電流 I 的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法中正確的 是()AC圖 831A路端電壓都為 U0時(shí)，它們的外電阻相等B電流都是 I0 時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等C電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)D電源甲的內(nèi)電阻小于電源乙的內(nèi)電阻600103010流是 30 mA，這塊電池板的內(nèi)電阻是()CA60 B40 C20 D10 解析：電源電動(dòng)勢(shì)等于開(kāi)路時(shí)電壓，即 E600 mV，而 rEI 短3320 .4(單選)許多人造衛(wèi)星都用太陽(yáng)能電池供電，太陽(yáng)能電池由許多片電池板組成，某電池板的開(kāi)路電壓是 600 mV，短路電A 正確；依據(jù) UI 圖象，可知 r甲r乙，D 選項(xiàng)錯(cuò)誤；內(nèi)電壓 UrIr，當(dāng)電流為 I0 時(shí)，顯然 Ur 甲Ur乙，故 B 錯(cuò)誤；從圖象的截距易知 E甲E乙，選項(xiàng) C 正確解析：由 U0I0R 知，路端電壓為 U0時(shí)甲、乙的外電阻相等，10 ，R28 .當(dāng)電鍵扳到位置 1 時(shí)，電壓表示數(shù)為 2.0 V；當(dāng)電鍵扳到位置 2 時(shí)，電壓表示數(shù)可能是()BCA2.2 V B1.9 V C1.7 VD1.4 V解析：由閉合電路歐姆定律 UEIr 和 IERr知，當(dāng)外電阻變小時(shí)，電流變大，則路端電壓變小，A 錯(cuò)誤；當(dāng)接到位置2 時(shí)，通過(guò) R2 的電流大于接到 R1 時(shí)的電流，即 I2 大于 0.2 A ，則 R2 的電壓 U2 大于 0.2 A8 1.6 V，電壓表示數(shù)可能小于2.0 V 大于 1.6 V，B、C 正確5(雙選)如圖 832 所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略，R1圖 832圖 8336(單選)(2010 年汕頭二模)如圖 833 電路，閉合電鍵)BS，待電路中的電流穩(wěn)定后，減小 R 的阻值，則(A電流表的示數(shù)減小B電壓表的示數(shù)減小C電阻 R2 兩端的電壓減小D路端電壓增大解析：根據(jù)“串反并同”，B 正確考點(diǎn) 3閉合電路的功率1電源的總功率：電源的總功率：就是電源提供的總功率，即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也叫電源消耗的功率，P 總 EI.圖 8342電源輸出功率電源輸出功率：整個(gè)外電路上消耗的電功率對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率 P出 I2RE/( Rr) 2R ，當(dāng) Rr時(shí)，電源輸出功率最大，其最大輸出功率為 PmaxE2/(4 r) 23電源內(nèi)耗功率：內(nèi)電路上消耗的電功率，P 內(nèi)U 內(nèi) IIr.24電源的效率：指電源的輸出功率與電源的功率之比，即P 出/P 總IU I2RIE I (Rr)R 1Rr 1r/R，所以當(dāng) R 增大時(shí)，效率提高，當(dāng) Rr，電源有最大輸出功率時(shí)，效率僅為50%，效率并不高5非純電阻電路：P 總P 內(nèi)P 熱P 其他；I 總I2(rR 外總)P 其他7(單選)如圖 835 所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)阻為 r，R 為可變電阻，其余電阻為定值電阻則開(kāi)關(guān) S 閉合后，當(dāng) R 變小時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A圖 835A電阻 R1 的功率變大C電阻 R3 的功率變大B電阻 R2 的功率變小D電阻 R4 的功率變大8(雙選)(2011 年長(zhǎng)沙一中月考)如圖 836，a、b 分別表示一個(gè)電池組和一只電阻的伏安特性曲線則以下說(shuō)法正確的是()AD圖 836A電池組的內(nèi)阻是 1 B電阻的阻值為 0.33 C將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率將是 4 WD改變外電阻的阻值時(shí)，該電池組的最大輸出功率為 4 W解析：a 的斜率的負(fù)倒數(shù)等于電池組內(nèi)阻，為 1 ，b 的斜率的倒數(shù)等于電阻阻值，為 3 ，A 對(duì) B 錯(cuò)；電池組電動(dòng)勢(shì)為 E考點(diǎn) 4含容電路的分析與計(jì)算分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下四點(diǎn)：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，所以在此支路中的電阻的兩端無(wú)電壓，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓(2)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(guò)與它連接的電路放電(4)在電容器處電路可看做是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可接在相應(yīng)的位置上9(單選)如圖 837 所示，為了使白熾燈泡 L 在電路穩(wěn))D定后變得更亮，可以采取的方法有的(A只減小電容器 C 兩板間的距離B只增大電容器 C 兩板間的距離C只增大電阻 R1 的阻值D只增大電阻 R2 的阻值圖 83 7 解析：穩(wěn)定后電容在電路中相當(dāng)于斷路，對(duì)其他電路無(wú)影響，顯然 L 與 R2并聯(lián)、與 R1 串，因此由串反并同，增大 R2 或減小 R1 的阻值都能使通過(guò) L 的電流增大，而變得更亮，只有選項(xiàng)D 正確【例 1】圖 838 甲為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過(guò)它的電流的變化關(guān)系曲線，由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于_如圖乙所示，將這個(gè)電燈與 20 的定值電阻 R 串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為 8 V 的電源上，則電燈的實(shí)際功率為_(kāi)W(不計(jì)電流表電阻和電源內(nèi)阻，保留一位小數(shù))圖 838熱點(diǎn)1 U-I圖象的理解及其應(yīng)用解析：(1)I 與 U 不成線性關(guān)系，是由于隨著電壓增大，燈變亮，燈絲溫度升高，電阻率變大，電阻變大(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律：EIRUL得到：8UL20I在甲圖中畫出此方程的圖象如圖 839.圖 839由圖象得出：該圖象與原圖線的交點(diǎn)為此電路對(duì)應(yīng)的電流和電壓值，故電路中小燈泡兩端電壓為 U2.2 V，電流 I0.29A，所以功率 PUI0.6 W.UI 圖象是電子元件的一個(gè)重要標(biāo)示，理解 UI圖象反映的是 U 與 I 的函數(shù)關(guān)系，要能從圖象中看函數(shù)關(guān)系，從函數(shù)關(guān)系中畫圖象尤其是同一坐標(biāo)系中，電源的 UI 圖象和電阻的 UI 圖象交點(diǎn)的含義表示著該電阻接入該電源時(shí)的電壓與電流1(單選)(2010 年新課標(biāo)卷)電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖 8310 所示，圖中 U 為路端電壓，I 為干路電流，a、b 為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b 的值分別為() 3A. 、4141B. 、3231C. 、2122D. 、313D圖 8310【例 2】如圖 8311 所示，電源電動(dòng)勢(shì) E6 V，內(nèi)阻 r1 ，電阻 R12 ，R23 ，R37.5 ，電容器的電容C4 F.開(kāi)關(guān) S 原來(lái)斷開(kāi)，現(xiàn)在合上開(kāi)關(guān) S 到電路穩(wěn)定，試問(wèn)這一過(guò)程中通過(guò)電流表的電量是多少？圖 8311熱點(diǎn)2 含容電路R1 E1.8 VQCU17.210解析：S 斷開(kāi)，C 相當(dāng)于斷路，R3 中無(wú)電流，C 兩端電壓即R2 兩端電壓：U2 ER1R2rR23 V.QCU21210-6C，且 a 板帶正電，b 板帶負(fù)電S 閉合，C 兩端電壓即 R1 兩端電壓，由電路分析：U1 R1R2 rR 外R 外6C且 a 板帶負(fù)電，b 板帶正電據(jù)此通過(guò)電流表電量QQQ1.92105C.(1)解決這類問(wèn)題的一般方法：通過(guò)穩(wěn)定的兩個(gè)狀態(tài)來(lái)了解不穩(wěn)定的中間變化過(guò)程(2)只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器對(duì)電路的作用是斷路(3)電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電阻為等勢(shì)體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻電壓2(單選)(2010 年安徽卷)如圖 8312 所示，M、N 是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0 為定值電阻，R1、R2 為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為 m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為 F.調(diào)節(jié) R1、R2，關(guān)于 F 的大小判斷正確的是()B圖8312A保持 R1 不變，緩慢增大 R2 時(shí)，F(xiàn) 將變大B保持 R1 不變，緩慢增大 R2 時(shí)，F(xiàn) 將變小C保持 R2 不變，緩慢增大 R1 時(shí)，F(xiàn) 將變大D保持 R2 不變，緩慢增大 R1 時(shí)，F(xiàn) 將變小解析：保持 R1 不變，緩慢增大 R2 時(shí)，由于 R0 和 R2 串聯(lián)，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個(gè)極板的電壓 U 減小，易錯(cuò)點(diǎn)：電路中功率的求解【例 1】在如圖 8313 所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì) E6 V，內(nèi)阻不計(jì)，小燈泡 L 上標(biāo)有“6 V,0.3 A”的字樣，滑動(dòng)變阻器R1 的阻值范圍是 020 ，電阻 R2 上標(biāo)有“15 、4 A”，理想電流表 A 的量程為 00.6 A求滑動(dòng)變阻器功率的最大值圖 8313錯(cuò)解分析：由于電流表允許通過(guò)的最大電流為 0.6 A，小燈泡的為 0.3 A，所以通過(guò) R1 的最大電流為 0.3 A，這時(shí)滑動(dòng)變阻器 R1 兩端的最大電壓為 U1mEI1mR21.5 V，因此滑動(dòng)變阻器的最大功率為 P1mI1mU1m0.45 W.正確解析：因電源內(nèi)阻不計(jì)，所以 L 支路可以不用考慮將 R2 并入電源，看成一個(gè)等效電源內(nèi)阻，則 R1 的功率即為等效電源的輸出功率，則當(dāng) R1R215 時(shí)，R1 的功率最大，此時(shí)R1 兩端的電壓為 U1E/23 V，R1 的功率為 P1mU1/R10.6 W且 R1上的電流 I1E 6R1R2 1515A0.2 A，不會(huì)使電流表的電流超過(guò)最大值2大功率還是可變電阻的最大功率，對(duì)于定值電阻PI R，電流越大功率越大對(duì)于可變電阻的功率PI R，電阻是變化的，電阻增大電流往往是減小的，只有I R最大時(shí)功率才最大對(duì)于在求最大功率時(shí)要特別注意求的是定值電阻的最222電源的輸出功率，外電阻與內(nèi)電阻相等時(shí)電源的輸出功率最大我們?cè)诮忸}時(shí)要具體問(wèn)題具體分析，不能生搬硬套，關(guān)鍵是要掌握好“條件和范圍”1(雙選)如圖 8314 所示，用兩節(jié)干電池點(diǎn)亮幾個(gè)小)燈泡，當(dāng)逐一閉合開(kāi)關(guān)，接入燈泡多時(shí)，以下說(shuō)法正確的是(圖 8314A燈少時(shí)各燈較亮，燈多時(shí)各燈較暗B燈多時(shí)各燈兩端電壓較高C燈多時(shí)通過(guò)電池的電流較大ACD燈多時(shí)電池輸出功率較大解析：燈泡的總電阻 R 隨點(diǎn)亮燈泡個(gè)數(shù)的增加而減小，燈泡電壓 U ERRrE1rR，所以B錯(cuò) 據(jù) PU2R燈知 A對(duì) 由 IERr知電流增大，C對(duì) (1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R2 的阻值為多大時(shí)，電阻 R1 消耗的功率最大？(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R2 的阻值為多大時(shí)，電源的輸出功率最大？(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R2 的阻值為多大時(shí)，變阻器消耗的功率最大？【教師參考備選題】如圖所示，已知電源的內(nèi)阻 r2 ，定值電阻 R10.5 ，求：(2)當(dāng)外阻等于內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，即 R1R2r，R2rR12 0.5 1.5 時(shí)，電源的輸出功率最大(3)將電阻 R1 等效到電源內(nèi)部，此時(shí)電源的輸出功率就等于變阻器 R2 消耗的功率，等效電源的輸出功率最大時(shí)，變阻器消耗的功率也最大即 R2R1r0.5 2 2.5 時(shí)，變阻器消耗的功率最大解：(1)因?yàn)镽1是定值電阻，其功率P1I1R1，2所以當(dāng) R20 時(shí)，I1 最大，則電阻 R1 的功率 P1 最大