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1、- 1 - / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第七章恒定电流第精选高考物理一轮复习第七章恒定电流第 2 2 讲讲闭合电路的欧姆定律教案闭合电路的欧姆定律教案知识点一 串、并联电路的特点1.特点对比串联 并联电流I I 电压U U 电阻R R 2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻 其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率 P 总是等于各个电阻耗电功率之和.(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大.答案：1.I1I2In I1I2In U
2、1U2Un U1U2Un R1R2Rn 2.(1)大于 (2)小于知识点二 电源的电动势和内阻1.电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的 在电源内从 移送到 所做的功.(2)表达式：E .(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小- 2 - / 13的物理量.2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的 ，它是电源的另一重要参数.答案：1.(1)正电荷 负极 正极 (2) 2.内阻知识点三 闭合电路的欧姆定律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Error!3.路端电压 U 与电流 I 的关系(1)关系式
3、：U .(2)UI 图象如图所示.当电路断路即 I0 时，纵坐标的截距为 .当外电路电压为 U0 时，横坐标的截距为 .图线的斜率的绝对值为电源的 .答案：1.正比 反比 2. U 外U 内 3.(1)EIr (2)电源电动势 短路电流 内阻(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.( )(2)电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关.( )(3)电动势等于电源的路端电压.( )(4)电路中某电阻增大，该电阻的功率一定增大.( )(5)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大.( )(6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大.( )(7)电源的输
4、出功率越大，电源的效率越高.( )- 3 - / 13答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 考点 电路的动态分析1.电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化.2.电路动态分析的方法程序法第一步：确定电路的外电阻 R 外如何变化.第二步：根据闭合电路欧姆定律 I 总确定电路中的总电流如何变化.第三步：由 U 内I 总 r 确定内电压如何变化.第四步：由 U 外EU 内确定路端电压如何变化.第五步：由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.第六步：由串、并联电路的规律确定各支路两端的电压
5、以及通过各支路的电流如何变化.考向 1 纯电阻电路动态分析典例 1 (多选)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，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2 和 U3 表示.下列判断正确的是( )A.不变，不变 B.变大，变大C.变大，不变D.变大，不变解题指导 解答本题的思路如下：滑动变阻器的滑片 P 向下滑动R2 接入电路部分的电阻增大总电阻增大，总电流减小由、 、 、 、的意义进行分析判断.- 4 - / 13解析 因为R1，且 R1 不变，所以不变，不变；因为R2，且 R2 变
6、大，所以变大，但R1r，所以不变；因为R2R1，所以变大，又r，故不变.选项 A、C、D 正确.答案 ACD考向 2 含容电路动态分析典例 2 (2016新课标全国卷)阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关 S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为 Q2.Q1 与 Q2 的比值为( )A.B. C.D.2 3解题指导 画出开关断开和闭合时的等效电路图，确定电容器和哪部分电路并联，这是解题的关键.解析 电路中四个电阻阻值相等，开关 S 断开时，外电路的连接等效为图 1，由于不计电池的内阻，设每个定值
7、电阻的阻值为 R，根据串并联电路的特点可知，电容器两端的电压为 U1EE；当开关 S 闭合后，外电路的连接等效为图 2，则电容器两端的电压为 U2EE，由 QCU 可知，C 项正确.图 1 图 2答案 C变式 1 (多选)如图所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势 E18 V，内阻不计.下列说法正确的是( )A.开关 S 断开时，a、b 两点电势相等B.开关 S 闭合后，a、b 两点间的电流是 2 A- 5 - / 13C.开关 S 断开时 C1 带的电荷量比开关 S 闭合后 C1 带的电荷量大D.不论开关 S 断开还是闭合，C1 带的电荷量总比 C2 带的电荷量大答案：
8、BC 解析：S 断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知 a 点电势与电源负极电势相等，而 b 点电势与电源正极电势相等，A 错误.S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而 C1C2，由 QCU 知此时 Q1Q2，当 S 闭合时，稳定状态下 C1 与 R1 并联，C2 与 R2 并联，电路中电流 I2 A，此时两电阻两端电压分别为 U1IR16 V，U2IR212 V，则此时两电容器所带电荷量分别为 Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，对电容器 C1 来说，S 闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故 B、C 正确，D 错误.考向
9、3 电路故障分析典例 3 (多选)在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A 灯变暗，B 灯变亮，则故障可能是( )A.R1 短路B.R2 断路C.R3 断路D.R4 短路解析 由于 A 灯串联于干路中，且故障发生后，A 灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项 A、D.假设 R2 断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A 灯变暗，同时 R2 断路必引起与之并联的 B 灯中电流变大，使 B 灯变亮，推理结果与现象相符，故选项 B 正确.假设 R3断路，则总电阻变大，总电流变小，使 A 灯变暗，同时 R3 断路也必引起与之并联的电路
10、(即 R1 所在支路)中电流增大，B 灯中分得的电流也变大，B 灯变亮，故选项 C 正确.- 6 - / 13答案 BC电路动态分析的两个结论(1)判定总电阻变化情况的规律当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小.(2)“串反并同”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.考点 电源的功率和效
11、率考向 1 电源的功率及效率的分析与计算典例 4 (多选)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电源的( )A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小解题指导 由于本题未给出滑片的初始位置，在判断电源输出功率时需注意.解析 滑片 P 向右移动时外电路电阻 R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由 P 总EI 可得 P 总减小，故选项 A 正确；根据 可知选项 B 正确；由 P 输I2r 可知，选项 C 正确；P 输R- 7 - / 13外图象如图所示，因不知道 R 外的初始值与 r 的大小关系，所以无法判断 P 输的变化情况，选
12、项 D 错误.答案 ABC变式 2 一台小型电动机在 3 V 电压下工作，用此电动机提升重力为 4 N 的物体时，通过电动机的电流是 0.2 A.在 30 s 内可将该物体匀速提升 3 m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在开始提升物体后的 30 s 内，电动机线圈所产生的热量；(3)电动机线圈的电阻.答案：(1)0.6 W (2)6 J (3)5 解析：(1)电动机的输入功率 P 入IU0.23 V0.6 W.(2)电动机提升物体的机械功率P 机Fvmg0.4 W由能量守恒定律得 P 入P 机P 热故 P 热P 入P 机(0.60.4)W0.2 W所以
13、电动机线圈产生的热量 QP 热 t0.230 J6 J.(3)根据焦耳定律 QI2Rt 可得线圈电阻R 5 .考向 2 电源功率的图象问题典例 5 (多选)某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的 a、b、c 所示.以下判断正确的是( )A.在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系 PAPBPCB.b、c 图线的交点与 a、b 图线的交点的横坐标之比一定为- 8 - / 1312，纵坐标之比一定为 14C.电源的最大输出功率 Pm9 WD.电源的电动势 E3
14、V，内电阻 r1 问题探究 (1)图中 a、b、c 三条图线分别表示电源的哪个功率随电流变化的图线？(2)这三个功率有什么关系？(3)什么时候电源的输出功率最大？提示 (1)图线 a 表示电源总功率随电流变化的图线，b 和 c 分别表示发热功率和输出功率随电流变化的图线.(2)PEPRPr.(3)对纯电阻电路，当内、外电路电阻相等时，输出功率最大.解析 在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C 三点，因为直流电源的总功率 PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发热功率 Pr 的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PAPBPC，所以 A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最
15、大，此时即为 b、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b 图线的交点表示电源的总功率 PE 和电源内部的发热功率 Pr 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为 12，纵坐标之比为14，所以 B 正确；图线 c 表示电源的输出功率与电流的关系图象，很显然，最大输出功率小于 3 W，故 C 错误；当 I3 A 时，PR0，说明外电路短路，根据 PEEI 知电源的电动势 E3 V，内电阻r1 ，故 D 正确.答案 ABD1.在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，不能用欧姆定律求电- 9 - / 13流，应用 PUI 求电流.2.在非纯电
16、阻电路中，电功大于电热，即 WQ，这时电功只能用WUIt 计算，电热只能用 QI2Rt 计算，两式不能通用.3.由能量守恒定律得 WQE，E 为其他形式的能.对电动机来说，输入功率 P 入IU，发热功率 P 热I2r，输出的功率即机械功率 P机P 入P 热UII2r.考点 两类 UI 图象的比较及应用电源的UI图象电阻的UI图象图象物理意义路端电压随电流的变化规律电阻两端电压随电流的变化规律截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流E r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同
17、每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变斜率的绝对值内电阻r电阻大小典例 6 如图甲所示的电路中 R1R2100 ，是阻值不随温度而变的定值电阻.白炽灯泡 L 的伏安特性曲线如图乙所示.电源电动势 E100 V，内阻不计.求：甲 乙(1)当开关 S 断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；(2)当开关 S 闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.- 10 - / 13解题指导 由灯泡的伏安特性曲线可知，随工作电压和电流不同，其阻值不同，因此需要找出接入电路时的实际电压和电流的关系式并作出其伏安特性曲线.两条伏安特曲线的交点的坐标值即为实际工作电压和电
18、流.解析 (1)当 S 断开时，因 R1 是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为 U1，电流为 I1，根据闭合电路的欧姆定律有：EU1IR1，代入数据得：I11.在 IU 图象上作出图线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40 V,0.60 A).由此可知此时流过灯泡的电流为 0.6 A，灯泡上的电压为 40 V，灯泡的实际功率 P24 W.(2)当 S 闭合时，设灯泡上的电压为 U2，电流为 I2，根据闭合电路的欧姆定律有：EU2R1，代入数据得：I21，在 IU 图象上作出图线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25 V,0.5 A).由此可知此时流过灯泡的电
19、流为 0.5 A，灯泡上的电压为25 V，灯泡的实际功率 P12.5 W.答案 见解析变式 3 已知两电源的电动势分别为 E1、E2(E1E2)，内阻分别为 r1、r2.当两电源分别与阻值为 R 的电阻连接时，外电路消耗的功率正好相等.若电阻 R 减小一些，再与 E1、E2 分别连接时，对应的外电路消耗的功率分别是 P1、P2.则( )A.r1P2C.r1r2，P1r2，P1P2答案：C 解析：由外电路消耗的功率相等得 2R2R，又知E1E2，则(Rr1)2(Rr2)2，故 r1r2，再画出 UI 图象如图所示，可知 R 减小一些(图中虚线)，在 E2 中电流增加量大，由 PI2R 可得- 1
20、1 - / 13P1rbB.IaIbC.R0 接电源 a 时，电源的输出功率较大，但效率较低- 13 - / 13D.R0 接电源 b 时，电源的输出功率较小，效率较低答案：ABC 解析：在电源路端电压与电流的关系图象中，斜率表示电源内阻，则 rarb，A 正确；在图象中作出定值电阻 R0 的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点，IaIb，B 正确；R0 接电源 a 时，电源的输出功率较大，但效率较低，R0 接电源b 时，电源的输出功率较小，但效率较高，C 正确，D 错误.5.电源的功率如图所示，电源电动势 E12 V，内阻 r3 ，R01 ，直流电动机内阻 R01 ，当调节滑
21、动变阻器 R1时可使甲电路输出功率最大，调节 R2 时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为 P02 W)，则 R1 和 R2的值分别为( )甲 乙B.2 ，1.5 A.2 ，2 D.1.5 ，2 C.1.5 ，1.5 答案：B 解析：因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以 R12 ；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率 PIUI(EIr)，当I2 A 时，输出功率 P 有最大值，此时电动机的输出功率为 P02 W，发热功率为 P 热I2R04 W，所以电动机的输入功率为 P 入P0P 热6 W，电动机两端的电压为 UM3 V，电阻 R2 两端的电压为 UR2EUMIr3 V，所以 R21.5 ，选项 B 正确.