2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第七章 恒定電流 第2講 閉合電路的歐姆定律 教科版.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第七章 恒定電流 第2講 閉合電路的歐姆定律 教科版一、電動(dòng)勢和內(nèi)阻1電源：是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置2電動(dòng)勢：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功跟搬運(yùn)電荷電荷量的比值，E，單位：V.3電動(dòng)勢的物理含義：電動(dòng)勢表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓4內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一個(gè)重要參數(shù)二、閉合電路的歐姆定律1閉合電路(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：EU外U內(nèi)2閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)公式(3)路端電壓與外電阻的關(guān)系負(fù)載R增大I減小U內(nèi)減小U外增大外電路斷路時(shí)(R無窮)，I0，U外E.負(fù)載R減小I增大U內(nèi)增大U外減小外電路短路時(shí)(R0)，I，U內(nèi)E.三、路端電壓跟干路電流的關(guān)系路端電壓跟電流的關(guān)系是UEIr，用圖象表示如圖所示此圖象的物理意義是：1縱軸截距：圖線與縱軸的交點(diǎn)對應(yīng)的電壓等于電源的電動(dòng)勢2斜率：圖線斜率的絕對值在數(shù)值上等于電源的內(nèi)阻，路端電壓U隨干路電流I變化的本質(zhì)原因是由于電源內(nèi)阻的存在3外電壓和內(nèi)電壓：圖中U與U分別表示電流為I1時(shí)的外電壓和內(nèi)電壓從圖象可以看出，I增大時(shí)，外電壓U減小；內(nèi)電壓U增大，但二者之和保持不變4橫軸截距：圖中Im等于短路電流，Im.一段導(dǎo)體兩端的電壓與通過的電流的圖象如圖所示，斜率等于導(dǎo)體的電阻，即R.1關(guān)于電動(dòng)勢，以下說法中正確的是()A電源電動(dòng)勢等于電源正、負(fù)極之間的電勢差B用電壓表直接測量電源兩極得到的電壓數(shù)值，實(shí)際上總略小于電源電動(dòng)勢的準(zhǔn)確值C電源電動(dòng)勢總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān)D在閉合電路中，當(dāng)外電阻變大時(shí)，路端電壓增大，電源的電動(dòng)勢也增大解析：電動(dòng)勢是電源本身的屬性，是由電源本身決定的，與外電路的組成及變化無關(guān)，故C、D錯(cuò)誤由閉合電路的歐姆定律得EUIr.用電壓表直接測量電源兩極時(shí)，雖然電壓表的電阻很大，但電路中也有電流，內(nèi)電路中也有電壓降落，電壓表直接測量電源兩極得到的電壓數(shù)值應(yīng)略小于電動(dòng)勢，B正確，A錯(cuò)誤答案：B2鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2 V，這表示()A電路中每通過1 C電荷量，電源把2 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷無論接不接入外電路，蓄電池兩極間的電壓都為2 VC蓄電池在1 s內(nèi)將2 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢為1.5 V)的大解析：根據(jù)電動(dòng)勢的定義和表達(dá)式E，非靜電力移動(dòng)1 C電荷量所做的功WqE12 J2 J，由功能關(guān)系可知有2 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珹正確；C錯(cuò)在沒接入外電路時(shí)，蓄電池兩極間的電壓等于電動(dòng)勢，但若接入外電路后，兩極間的電壓將小于電動(dòng)勢，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤電動(dòng)勢是描述電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量，E蓄電池2 V>E干電池1.5 V，故D正確答案：AD3如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢E9 V、內(nèi)阻r3 ，R15 .下列說法中正確的是()A當(dāng)S斷開時(shí)，UAC9 VB當(dāng)S閉合時(shí)，UAC9 VC當(dāng)S閉合時(shí)，UAB7.5 V，UBC0D當(dāng)S斷開時(shí)，UAB0，UBC0答案：AC4.電路如圖所示，已知電池組的總內(nèi)阻r1 ，外電路電阻R5 ，電壓表的示數(shù)U2.5 V，則電池組的電動(dòng)勢E應(yīng)等于()A2.0 VB2.5 VC3.0 V D3.5 V解析：E(2.512.5/5) V3.0 V，A、B、D錯(cuò)誤，C正確答案：C5.在如圖所示的閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，兩電表讀數(shù)的變化是()A.變大，變大B.變小，變大C.變大，變小D.變小，變小解析：當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，R變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律：電路中的電流I變小，即電流表讀數(shù)變??；電壓表讀數(shù)UEI(R0r)變大，B正確答案：B2011年7月6日18時(shí)45分，山東省棗莊防備煤礦有限公司井下255米處一臺空氣壓縮機(jī)著火，初步核查造成事故區(qū)域36名礦工被困井內(nèi)裝有火警報(bào)警器，如圖是其部分電路示意圖其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(其阻值隨溫度的升高而迅速減小)制成的傳感器，電流表A為值班室的顯示器，B為值班室報(bào)警電鈴當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電流表A顯示的電流I、報(bào)警電鈴兩端的電壓U的變化情況是()AI變大，U變大BI變小，U變小CI變小，U變大 DI變大，U變小解析：當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2的阻值減小，電路的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知干路上電流變大，由UEI總(rR1)可得并聯(lián)電路兩端的電壓減小，對電流表I可以判斷其示數(shù)變小，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；通過電鈴的電流I2I總I，因干路中電流增大，而I減小，所以I2增大，根據(jù)U電鈴I2R電鈴可知電鈴兩端電壓變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤、C正確答案：C電路動(dòng)態(tài)變化分析的方法(1)明確局部電路變化時(shí)所引起的局部電路電阻的變化(2)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R總?cè)绾巫兓?3)根據(jù)閉合電路歐姆定律I總，確定電路的總電流如何變化(4)由U內(nèi)I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化(5)由U外EU內(nèi)確定路端電壓如何變化(6)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化(7)確定支路兩端的電壓以及通過各支路的電流如何變化11：(改編題)如圖所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于左端時(shí)，三盞燈L1、L2、L3均發(fā)光良好在滑片P從左端逐漸向右移動(dòng)過程中，下列說法中正確的是()A小燈泡L1、L2變暗，L3變亮B小燈泡L3變暗，L1、L2變亮C電壓表V1、V2示數(shù)均變大D電壓表V1、V2示數(shù)之和變大解析：本題考查了直流電路動(dòng)態(tài)問題的分析滑片P向右滑動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器電阻變大，根據(jù)“并同串反”的規(guī)律可知，燈泡L1變暗、L3變亮、L2變暗，A正確；電壓表V1示數(shù)變大、V2示數(shù)變小，而兩表示數(shù)之和等于路端電壓，變大，D正確答案：AD1電源的總功率(1)任意電路：P總EIU外IU內(nèi)IP出P內(nèi)(2)純電阻電路：P總I2(Rr).2電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)I2rU內(nèi)IP總P出3電源的輸出功率(1)任意電路：P出UIEII2rP總P內(nèi)(2)純電阻電路：P出I2R.(3)當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm.(4)P出與R的關(guān)系如圖所示如圖所示，電路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，變阻器的最大阻值R10 .(1)在變阻器的阻值R為多大時(shí)，變阻器上消耗的功率最大？(2)在變阻器的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？解析：(1)此種情況可以把R0歸入電源內(nèi)電阻，這樣變阻器上消耗的功率，也就是電源的輸出功率，即當(dāng)RrR02 時(shí)，R消耗功率最大為：Pm W W；(2)定值電阻R0上消耗的功率可以表達(dá)為：PI2R0，因?yàn)镽0不變，當(dāng)電流最大時(shí)功率最大，此時(shí)應(yīng)有電路中電阻最小，即當(dāng)R0時(shí)R0上消耗的功率最大：PmR01.5 W W.解答此類型問題的關(guān)鍵點(diǎn)(1)當(dāng)Rr時(shí)電源的輸出功率最大(2)對定值電阻的功率由PI2R來討論(3)對可變電阻的功率可以將定值電阻R0和電源看成一個(gè)整體成為等效電源易錯(cuò)警示：在解答第二問時(shí)，有些同學(xué)又會用第一問的方法來求解，把R歸為內(nèi)阻，調(diào)節(jié)R使內(nèi)阻RrR0，這樣使用是錯(cuò)誤的在研究電阻R上消耗的最大功率時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分“可變與定值”這兩種情況，兩種情況中求解的思路和方法是不相同的21：(xx上海單科)直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的()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：滑片P向右移動(dòng)時(shí)外電路電阻R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流減小，由P總EI可得P總減小，故選項(xiàng)A正確根據(jù)可知選項(xiàng)B正確由P損I2r可知，選項(xiàng)C正確由P輸R外圖象，因不知道R外的初始值與r的關(guān)系，所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：ABC路端電壓與電流的關(guān)系圖象(1)由UEIr可得電源的UI關(guān)系圖象，如圖中實(shí)線所示縱截距為電動(dòng)勢E；圖象的斜率的絕對值為電源的內(nèi)電阻r.(2)直線上任何一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線(圖中虛線所示)的斜率表示對應(yīng)的外電阻R；圖線上每一點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)的乘積為電源的輸出功率，如圖中PAUAIA.如圖所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓U與通過它們的電流I的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是()A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)勢大于電源乙的電動(dòng)勢D電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻解析：電源路端電壓U隨電流I變化的圖象中，縱軸截距表示I0時(shí)，電源電動(dòng)勢為E；圖象的斜率的絕對值|r(內(nèi)電阻)，故可知E甲>E乙，r甲>r乙；如果在UI圖象中再畫一條某一電阻兩端的電壓隨電流變化的關(guān)系圖象(如圖中虛線OP所示)，交點(diǎn)(I0，U0)即表示把該電阻接入圖示電源組成的閉合電路中的電流和路端電壓，所以可知，路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等答案：AC31：(xx浙江溫州五校聯(lián)考)在如圖所示的UI圖象中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的伏安特性曲線用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖象可知()A電源的電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻為0.5 B電阻R的阻值為1 C電源的輸出功率為2 WD電源的效率為66.7%解析：由直線知E3 V，r0.5 ，A正確；由直線知，R1 ，B正確；兩直線交點(diǎn)的坐標(biāo)值的乘積表示電源的輸出功率，P出IU4 W，C錯(cuò)；電源效率100%66.7%，D正確答案：ABD在如圖所示的電路內(nèi)，水平放置的平行板電容器中有一帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，則()A電容器中的電場強(qiáng)度將增大B電容器上的電荷量將減少C電容器的電容將減小D液滴將向上運(yùn)動(dòng)解析：若將滑片向左移動(dòng)，則R總增大，干路電流減小，R2兩端電壓減小，因電容器與R2并聯(lián)，所以電容器兩端電壓減小，電荷量減少，電場強(qiáng)度減小，液滴將向下運(yùn)動(dòng)，故B正確，A、D錯(cuò)誤；由C可知，電容器的電容不變，C錯(cuò)誤答案：B1.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，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差2電壓變化帶來的電容器的變化：電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由QCU計(jì)算電容器上電荷量的變化3含電容器電路的動(dòng)力學(xué)問題的處理方法：含電容器電路如果和力學(xué)知識相結(jié)合一般是分析電容器內(nèi)電場強(qiáng)度的變化，進(jìn)而分析帶電粒子在電容器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)常涉及牛頓第二定律，動(dòng)能定理等知識41：在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合電鍵S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是()A燈泡L變亮B電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大C電容器C上電荷量增加D電容器C上電荷量減少解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，所以電路的總電阻變大，此時(shí)電流表的示數(shù)變小，燈泡變暗，A錯(cuò)誤；路端電壓增大，電壓表讀數(shù)變大，B正確；電容器上的電荷量增加，C正確D錯(cuò)誤答案：BC1程序法：基本思路是“部分整體部分”即R局R總I總U內(nèi)U外2“串反并同”結(jié)論法(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時(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，反之則增大(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時(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，反之則減小即：R3極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論4特殊值法：對于某些特殊電路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而得出結(jié)論(xx海南高考)如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，與分別為電壓表和電流表初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則()A.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變小B.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大C.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小D.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變大解析：解法一當(dāng)S斷開時(shí)，外電阻變大，總電流I變小，路端電壓U外變大，所以電壓表的示數(shù)變大；總電流變小，電阻R1上的電壓U1減小，而路端電壓變大，則電阻R3上的電壓變大，所以電流表的示數(shù)變大所以B項(xiàng)正確解法二S斷開，相當(dāng)于電阻變大，電流表和電壓表都和S所在支路并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”，、示數(shù)都變大，故B正確答案：B1.如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下面結(jié)論正確的是()A電源的電動(dòng)勢為6.0 VB電源的內(nèi)阻為12 C電源的短路電流為0.5 AD電流為0.3 A時(shí)的外電阻是18 解析：由UI圖象縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢可知電源的電動(dòng)勢為6.0 V，A正確；圖象斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，即：r|2 ，B錯(cuò)誤；電源的短路電流為3 A，C錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律可得：電流為0.3 A時(shí)的外電阻是18 ，D正確答案：AD2(xx北京理綜)如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中()A電壓表與電流表的示數(shù)都減小B電壓表與電流表的示數(shù)都增大C電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大解析：R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)時(shí)，R0的阻值減小，整個(gè)電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律I知，電路中總電流I變大，電源的內(nèi)電壓Ir增大，則外電壓UEIr減小，電壓表示數(shù)減小電阻R1兩端的電壓U1IR1增大，故電阻R2與R0并聯(lián)部分的電壓U2UU1減小，經(jīng)過電阻R2的電流I2減小，電流表示數(shù)減小故選項(xiàng)A正確答案：A3(xx湖北模擬)“神舟九號”飛船于2012年6月16日發(fā)射成功它是中國航天計(jì)劃中的一艘載人宇宙飛船，是神舟號系列飛船之一“神舟飛船”上的太陽能電池是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽能電池在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)24%.單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動(dòng)勢，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是()A0.24 JB0.25 JC0.26 J D0.28 J解析：根據(jù)WUIt可得，每秒單片單晶硅太陽能電池產(chǎn)生的能量為W0.60.11 J0.06 J，設(shè)太陽每秒照射到該電池上的能量為Q，則由能量守恒定律得Q24%W，所以Q0.25 J，故答案為B.答案：B4在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合電鍵S，將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是()A燈泡L變亮B電源的輸出功率變大C電容器C上的電荷量減少D電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大解析：滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)，接入電路的電阻增大，故電路總電阻增大，通過電源的總電流變小，路端電壓變大，D項(xiàng)正確；由于電路中電流減小，由燈泡的功率PI2R可知燈泡消耗的功率減小，燈泡亮度變暗，A項(xiàng)錯(cuò)；電路中電流減小，電源內(nèi)電壓及燈泡兩端電壓減小，由EUrURUL可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，電容器與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，故電容器兩端電壓增大，由QCU可知，電容器帶電荷量增大，C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)外電路電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，由題意不能確定二者關(guān)系，故B項(xiàng)錯(cuò)答案：D5如圖所示，用甲、乙、丙三個(gè)電動(dòng)勢E相同而內(nèi)電阻r不同的電源，分別給定值電阻R供電已知甲、乙、丙三個(gè)電源內(nèi)阻的大小關(guān)系為r甲>r乙>r丙，且r乙R，則對比將R先后接在這三個(gè)電源上的情況，下列說法中正確的是()A接在乙電源上時(shí)，電源輸出功率最大B接在丙電源上時(shí)，電源熱功率最大C接在甲電源上時(shí)，電源功率最大D接在丙電源上時(shí)，電源效率最高解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，干路電流即通過R的電流I，電阻R消耗的功率P外I2R，即為電源輸出功率，由于E、R一定，故接內(nèi)阻r小的電源時(shí)通過電阻R的電流I較大，消耗的功率P外也較大，故A錯(cuò)；電源熱功率P熱I2r，可將電路等效為我們熟悉的輸出功率問題，即將R看做電源內(nèi)阻，電源電動(dòng)勢相同，而把電源內(nèi)阻看做外電路的電阻，電源輸出功率看做是電源的熱功率，當(dāng)內(nèi)外電阻相同時(shí)輸出功率最大，故接在乙電源上時(shí)，電源的熱功率最大，B錯(cuò)；電源功率P總EI，當(dāng)r越小P總越大，即丙電源的電源功率最大，C錯(cuò)；電源效率100%100%100%，r丙最小，I丙最大，丙電源效率最高，D對答案：D6在如圖所示的電路中，R1、R2、R3均為可變電阻當(dāng)開關(guān)S閉合后，兩平行金屬板M、N中有一帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)為使帶電液滴向上加速運(yùn)動(dòng)，可采取的措施是()A增大R1 B減小R2C減小R3 D增大M、N間距解析：由圖可知R2、R3串聯(lián)后接在電源兩端，電容器穩(wěn)定后獲得的電壓UCE與R1無關(guān)，所以只有B項(xiàng)能使UC變大答案：B