2012年《高考风向标》高考物理一轮复习 专题八第3讲 闭合电路欧姆定律及其应用 [配套课件].ppt

1、考点 1电源电动势和内电阻1电源：把其他形式的能转化为电能的装置2电动势：等于外电路断开时两端的电压电动势用 E 表示，单位是伏(V)电源(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为的本领大小的物理量电能(2)大小：数值上等于非静电力移送 1 C 正电荷从电源负极至正极所做的功第3讲闭合电路欧姆定律及其应用与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数无关(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动 1 C 正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能(3)两者之间的联系：电路闭合时，EU 内U 外；电路断开时，EU 外

2、4电源的内阻：电源内部电路的电阻电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能3电动势与电压的区别及联系(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，1(单选)下列关于电源的说法，正确的是()DA电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B电动势就是电源两端的电压C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大解析：电源向外提供的电能除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故 A 错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故 B 错误；电源的电动势由电

3、源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项 C 错误；电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量，故选项 D正确A电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置B在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本领D把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将发生变化2(双选)下列关于电动势的说法正确的是()BC解析：在电源内部，存在由正极指向负极的电场，正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动，正是电源内部的化学作用或电磁作用等提供了非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动，正是通过非静电力做功，实现了其他形式的能转化为电能，选项 A 错误，B、C

4、 正确电动势由电源内部的非静电力决定，与外电路无关，选项 D 错误1内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成正比反比2公式：IERr(只适用于纯电阻电路)；EU 内U 外(适用于任何电路)3路端电压与外电阻、电流的关系(1)由 UIRERrRE1r/R 可知，当 R 增大时，U；当外电路断路时，R 无穷大，此时 I0，U；当外电路短路时，R0，UE，I.r增大E0(2)由 UE，当总电流变大时，路端电压变小Ir考点 2闭合电路的欧姆定律4两个 UI 图象的比较(1)电路动态分析的基本思路：“部分整体部分”，即 R的变化R总的变化I总的变化路端电压 U端的变化各支路电压

5、U、电流 I 的变化(2)串反并同某电阻增大(减小)，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)；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(减小)；所谓的串并关系：即流过该电阻的电流也流经的其他电阻与它是串关系，流过该电阻的电流不流经的其他电阻与它是并关系5.闭合电路的动态分析3(双选)如图 831 所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流 I 的关系图象，下列说法中正确的是()AC图 831A路端电压都为 U0时，它们的外电阻相等B电流都是 I0时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻6001030

6、10流是 30 mA，这块电池板的内电阻是()CA60 B40 C20 D10 解析：电源电动势等于开路时电压，即 E600 mV，而 rEI 短 33 20.4(单选)许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某电池板的开路电压是 600 mV，短路电A 正确；依据 UI 图象，可知 r甲r乙，D 选项错误；内电压 UrIr，当电流为 I0时，显然 Ur 甲Ur乙，故 B 错误；从图象的截距易知 E甲E乙，选项 C 正确解析：由 U0I0R 知，路端电压为 U0时甲、乙的外电阻相等，10，R28.当电键扳到位置 1 时，电压表示数为 2.0 V；当电键扳到位置 2 时，电

7、压表示数可能是()BCA2.2 V B1.9 V C1.7 VD1.4 V解析：由闭合电路欧姆定律 UEIr 和 IERr知，当外电阻变小时，电流变大，则路端电压变小，A 错误；当接到位置2 时，通过 R2 的电流大于接到 R1时的电流，即 I2大于 0.2 A，则 R2 的电压 U2 大于 0.2 A8 1.6 V，电压表示数可能小于2.0 V 大于 1.6 V，B、C 正确5(双选)如图 832 所示电路，电源内阻不可忽略，R1图 832图 8336(单选)(2010 年汕头二模)如图 833 电路，闭合电键)BS，待电路中的电流稳定后，减小 R 的阻值，则(A电流表的示数减小B电压表的示

8、数减小C电阻 R2 两端的电压减小D路端电压增大解析：根据“串反并同”，B 正确考点 3闭合电路的功率1电源的总功率：就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率，P 总EI.图 8342电源输出功率：整个外电路上消耗的电功率对于纯电阻电路，电源的输出功率 P 出 I2RE/(Rr)2R，当 Rr时，电源输出功率最大，其最大输出功率为 PmaxE2/(4 r)23电源内耗功率：内电路上消耗的电功率，P 内U 内IIr.24电源的效率：指电源的输出功率与电源的功率之比，即P 出/P 总IUI2RIE I(Rr)R 1Rr 1r/R，所以当 R 增大时，效率提高，

9、当 Rr，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高5非纯电阻电路：P 总P 内P 热P 其他；I 总I2(rR 外总)P 其他7(单选)如图 835 所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，R 为可变电阻，其余电阻为定值电阻则开关 S 闭合后，当 R 变小时，以下说法正确的是()A图 835A电阻 R1 的功率变大C电阻 R3的功率变大B电阻 R2的功率变小D电阻 R4的功率变大8(双选)(2011 年长沙一中月考)如图 836，a、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线则以下说法正确的是()AD图 836A电池组的内阻是 1 B电阻的阻值为 0.33 C将该电阻接在该电池组

10、两端，电池组的输出功率将是 4 WD改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为 4 W解析：a 的斜率的负倒数等于电池组内阻，为 1，b 的斜率的倒数等于电阻阻值，为 3，A 对 B 错；电池组电动势为 E考点 4含容电路的分析与计算分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下四点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻的两端无电压，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低

11、，电容器将通过与它连接的电路放电(4)在电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上9(单选)如图 837 所示，为了使白炽灯泡 L 在电路稳)D定后变得更亮，可以采取的方法有的(A只减小电容器 C 两板间的距离B只增大电容器 C 两板间的距离C只增大电阻 R1的阻值D只增大电阻 R2 的阻值图 83 7 解析：稳定后电容在电路中相当于断路，对其他电路无影响，显然 L 与 R2并联、与 R1 串，因此由串反并同，增大 R2 或减小 R1 的阻值都能使通过 L 的电流增大，而变得更亮，只有选项D 正确【例 1】图 838 甲为一个电灯两端的电压与通

12、过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于_如图乙所示，将这个电灯与 20 的定值电阻 R 串联，接在电动势为 8 V 的电源上，则电灯的实际功率为_W(不计电流表电阻和电源内阻，保留一位小数)图 838热点1 U-I图象的理解及其应用解析：(1)I 与 U 不成线性关系，是由于随着电压增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大(2)根据闭合电路欧姆定律：EIRUL得到：8UL20I在甲图中画出此方程的图象如图 839.图 839由图象得出：该图象与原图线的交点为此电路对应的电流和电压值，故电路中小灯泡两端电压为 U2.2 V，电流 I0.29A，所以功率 PUI0.

13、6 W.UI 图象是电子元件的一个重要标示，理解 UI图象反映的是 U 与 I 的函数关系，要能从图象中看函数关系，从函数关系中画图象尤其是同一坐标系中，电源的 UI 图象和电阻的 UI 图象交点的含义表示着该电阻接入该电源时的电压与电流1(单选)(2010 年新课标卷)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图 8310 所示，图中 U 为路端电压，I 为干路电流，a、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为()3A.、4141B.、3231C.、2122D.、313D图 8310【例 2】如图

14、 8311 所示，电源电动势 E6 V，内阻 r1，电阻 R12，R23，R37.5，电容器的电容C4 F.开关 S 原来断开，现在合上开关 S 到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？图 8311热点2 含容电路R1E1.8 VQCU17.210解析：S 断开，C 相当于断路，R3 中无电流，C 两端电压即R2 两端电压：U2ER1R2rR23 V.QCU21210-6C，且 a 板带正电，b 板带负电S 闭合，C 两端电压即 R1两端电压，由电路分析：U1R1R2rR 外R 外6 C且 a 板带负电，b 板带正电据此通过电流表电量QQQ1.92105 C.(1)解决这类问题的一般

15、方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电压2(单选)(2010 年安徽卷)如图 8312 所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为 F.调节 R1、R2，关于 F 的大小判断正确的是()B图8312A保持 R1不变，缓慢增大 R2时，F 将变大B保持 R1不变，缓慢增大 R2 时，F 将变小C保

16、持 R2 不变，缓慢增大 R1时，F 将变大D保持 R2不变，缓慢增大 R1时，F 将变小解析：保持 R1不变，缓慢增大 R2时，由于 R0和 R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压 U 减小，易错点：电路中功率的求解【例 1】在如图 8313 所示电路中，电源电动势 E6 V，内阻不计，小灯泡 L 上标有“6 V,0.3 A”的字样，滑动变阻器R1的阻值范围是 020，电阻 R2上标有“15、4 A”，理想电流表 A 的量程为 00.6 A求滑动变阻器功率的最大值图 8313错解分析：由于电流表允许通过的最大电流为 0.6 A，小灯泡的为 0.3 A，所以通过 R1的最

17、大电流为 0.3 A，这时滑动变阻器 R1 两端的最大电压为 U1mEI1mR21.5 V，因此滑动变阻器的最大功率为 P1mI1mU1m0.45 W.正确解析：因电源内阻不计，所以 L 支路可以不用考虑将 R2并入电源，看成一个等效电源内阻，则 R1 的功率即为等效电源的输出功率，则当 R1R215 时，R1的功率最大，此时R1 两端的电压为 U1E/23 V，R1 的功率为 P1mU1/R10.6 W且 R1上的电流 I1E6R1R2 1515A0.2 A，不会使电流表的电流超过最大值2大功率还是可变电阻的最大功率，对于定值电阻PI R，电流越大功率越大对于可变电阻的功率PI R，电阻是变

18、化的，电阻增大电流往往是减小的，只有I R最大时功率才最大对于在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最222电源的输出功率，外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大我们在解题时要具体问题具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好“条件和范围”1(双选)如图 8314 所示，用两节干电池点亮几个小)灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡多时，以下说法正确的是(图 8314A灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B灯多时各灯两端电压较高C灯多时通过电池的电流较大ACD灯多时电池输出功率较大解析：灯泡的总电阻 R 随点亮灯泡个数的增加而减小，灯泡电压 U ERRr E1rR，所以B错据 PU2R灯知 A对由 I ERr

19、知电流增大，C对(1)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，电阻 R1消耗的功率最大？(2)当滑动变阻器 R2 的阻值为多大时，电源的输出功率最大？(3)当滑动变阻器 R2的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？【教师参考备选题】如图所示，已知电源的内阻 r2，定值电阻 R10.5，求：(2)当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，即 R1R2r，R2rR12 0.5 1.5 时，电源的输出功率最大(3)将电阻 R1等效到电源内部，此时电源的输出功率就等于变阻器 R2 消耗的功率，等效电源的输出功率最大时，变阻器消耗的功率也最大即 R2R1r0.5 2 2.5 时，变阻器消耗的功率最大解：(1)因为R1是定值电阻，其功率P1I1R1，2所以当 R20 时，I1 最大，则电阻 R1的功率 P1 最大