2011新课标人教版高三物理一轮复习(7.2闭合电路的欧姆定律 2课时)

第七章恒定电流第二单元闭合电路欧姆定律1.电动势（1）概念：电动势是电源把正电荷从负极送到正极非静电力所做的功和移送电荷量的比值，E=W/q，表征的是非静电力做功的本领.（2）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.在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极送到正极所做的功.温馨提示：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关.2.闭合电路的欧姆定律（1）内容：表述一.闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比.表述二.电动势等于内外电路电势降落之和.（2）公式：I=rRE，E=内外UU.3.路端电压和负载的关系（1）根据U=IR=rRE·R=RrE1可知，当R增大时U增大，R减小时U减小.（2）外电路断开时，R为无限大，I变为零，路端电压U=E.（3）外电路短路时，R=0，U=0，I=rE（短路电流）.4.路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是U=E－Ir，用图象表示如图所示.此图象的物理意义是：（1）图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势.（2）图线斜率的绝对值代表电源的内阻，路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在.（3）图中U与U′分别表示电流为I1时的外电压和内电压.从图象可以看出，I增大时，外电压U减小；内电压U′增大，但二者之和保持不变.（4）图中Im代表短路电流，Im=rE.类型一：电功率的最大值问题【例1】在如图所示电路中，已知电源电动势E=3V，内电阻r=1?，R1=2?，滑动变阻器R的阻值可连续增大，求：（1）当R多大时，R消耗的功率最大?（2）当R多大时，R1消耗的功率最大?针对训练1－1：如图所示，电源电压保持不变，变阻器R1的最大值大于R2的阻值，闭合开关后，在滑片P自右向左滑动过程中，R1的电功率如何变化？类型二直流电路的动态分析问题【例2】在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器.当R2的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表、和○V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）A.I1增大，I2不变，U增大B.I1减小，I2增大，U减小C.I1增大，I2减小，U增大D.I1减小，I2不变，U减小针对训练2：在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5滑片向图中a端移动时（）A.I变大，U变小B.I变大，U变大C.I变小，U变大D.I变小，U变小类型三：含电容器电路的计算【例3】如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ，电容器的电容C=4.7μF.闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V.（1）该电压表的内阻为多大?（2）由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少?针对训练3－1：如图所示，电容器C1=6F，C2=3F电阻R1=6Ω，R2=3Ω，则当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多少?当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少?（已知电压U=18V）【补充例1】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.下列说法正确的是（）A.U1/I不变，?U1/?I不变，U1变小B.U2/I变大，?U2/?I变大，U2变小C.U2/I变大，?U2/?I不变，U2变大D.U3/I变大，?U3/?I不变，U3变大【例2】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l=80cm，两板间的距离d=40cm.电源电动势E=40V，内电阻r=1?，电阻R=15?，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点.若小球带电荷量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，电路中的电压表、电流表均是理想电表.若小球恰好从A板右边缘射出（g=10m/s2）.求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大?（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少?（3）此时电源的输出功率是多大?