（江苏专用版）2020版高考物理总复习 第七章 第2讲 闭合电路欧姆定律课件

第2讲闭合电路欧姆定律基础过关知识梳理1.一个电源接8Ω电阻时,通过电源的电流为0.15A,接13Ω电阻时,通过电源的电流为0.10A,则电源的电动势和内阻分别为 (B)A.2V1.5ΩB.1.5V2ΩC.2V2ΩD.1.5V1.5Ω基础自测解析由闭合电路欧姆定律得E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),代入数据联立得r=2Ω,E=1.5V,B项正确。2.(2018丰县中学月考)将一电源电动势为E,内电阻为r的电池与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是 (C)A.由U外=IR可知,外电压随I的增大而增大B.由U内=Ir可知,电源两端的电压随I的增大而增大C.由U=E-Ir可知,电源输出电压随输出电流I的增大而减小D.由P=IU可知,电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大解析由闭合电路欧姆定律可知,U外=E-Ir,则电源输出电压随输出电流I的增大而减小,故选项C正确;在A选项中,由U外=IR可知,外电压与电流和电阻两个因素有关,故不能说电流增大,外电压就增大,其实电流增大是通过外电阻减小实现的,故选项A错误;B选项中,电源两端的电压也是指的路端电压,它也是随外电阻R的增大而增大,而不是随电流的增大而增大,选项B错误;D选项中,由P=IU外可知,电源的输出功率P与输出电流I和电压有关,故不能说只通过输出电流就判断其大小,选项D错误。考点一闭合电路的动态分析考点二闭合电路的功率及效率问题考点突破考点三两类U-I图像的比较与应用考点四含电容器的电路考点一闭合电路的动态分析1.程序法2.“串反并同”结论法(1)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。(2)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。即: ←R↑→ UIP串串串UIP并并并3.极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。例1(2018扬州中学模拟)如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,各电阻阻值如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是 (D)A.电压表的读数U先减小,后增大B.电流表的读数I先增大,后减小C.电压表读数U与电流表读数I的比值 不变D.电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值 不变UIUI解析滑动触头P位于a端和b端时外电路总电阻均为 = R,P位于ab的中点时,外电路总电阻为 R+ R=R,所以当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,总电阻先增大后减小,电源的电动势和内阻不变,根据闭合电路欧姆定律,总电流先减小后增大,则内电压先减小后增大,外电压先增大后减小,即电压表的读数U先增大后减小,电流表的读数I先减小后增大,故A、B项错误;电压表读数U与电流表读数I的比值 表示外电阻,外电阻先增大后减小,故C项错误;因为内外电压之22RRRR231212UI和不变,所以外电压的变化量的绝对值和内电压变化量的绝对值相等,所以 =r,故D项正确。UI考点二闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路:P总=EI=P出+P内纯电阻电路:P总=I2(R+r)= 电源内部消耗的功率P内=I2r=P总-P出电源的输出功率任意电路:P出=UI=P总-P内纯电阻电路:P出=I2R= P出与外电阻R的关系 电源的效率任意电路:η= ×100%= ×100%纯电阻电路:η= ×100%2ERr22E(Rr)RPP出总UERRr由P出与外电阻R的关系图像可知①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm= 。②当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小。③当Rr时,随着R的增大输出功率越来越大。④当P出Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。24Er例2(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 (ABC)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A项正确;根据η= = ,可知B项正确;由P损=I2r可知,C项正确;P出-R外图像如图所示,因不知道R外的初始值与r的大小关系,所以无法判断P出的变化情况,D项错误。RRr外外11rR外考点三两类U-I图像的比较与应用两种图像的比较电源U-I图像电阻U-I图像图形  物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r电阻大小ER例3(多选)(2018苏州期末)如图所示,甲、乙分别表示两个电源的路端电压与通过它们的电流I的关系,下列说法中正确的是 (AD)A.电源甲的电动势大于乙的电动势B.电源甲的内阻小于乙的内阻C.电流都是I0时,两电源的内电压相等D.路端电压都为U0时,它们所在电路的外电阻相等解析图线与纵坐标的交点表示电源的电动势,图线斜率的大小表示电源的内阻,由题图可知E甲E乙,r甲r乙,A项正确,B项错误;当电流都为I0时,两电源的路端电压相等,内电压不相等,C项错误;当路端电压为U0时,电流为I0,外电阻R= 相等,D项正确。00UI考点四含电容器的电路1.电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。2.电路稳定时电容器的处理方法电容器所在的支路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不降低电压,是等势体。电容器两端的电压等于与之并联的支路两端的电压。3.电容器所带电荷量及其变化的计算(1)利用Q=UC计算电容器所带的电荷量;(2)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差;(3)如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。例4(2018南通调研)如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω,电阻R1=4.0Ω,R2=7.5Ω,R3=5.0Ω,电容器的电容C=10μF,闭合开关S,电路达到稳定后电容器的电荷量为 (B) A.4.5×10-5CB.6.0×10-5CC.7.5×10-5CD.1.2×10-4C解析闭合开关S,R1和R3串联,电容器的电压等于R3的电压,为U= E= ×12V=6.0V,电容器上所带的电荷量Q=CU=10×10-6×6.0C=6.0×10-5C,故选项A正确。313RRRr5451电路故障问题加油小站1.电路故障一般是短路或断路。常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象。故障的特点如下:断路状态的特点短路状态的特点电源电压不为零而电流为零;若外电路某两点之间的电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点有电流通过电路而电压为零2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法常见故障故障解读原因分析 正常 无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表故障原因可能是:a.电压表损坏;b.电压表接触不良;c.与电压表并联的用电器短路 正常 无示数“电压表有示数”表明电压表有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表故障原因可能是:a.电流表短路;b.和电压表并联的用电器断路 、 均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表除了两表同时被短路外,可能是干路断路导致无电流例5(2018江阴模拟)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 (C)A.R1短路B.R2断路C.R3短路D.R4断路解析若R1短路,则外电路总电阻减小,并联部分电压增大,A、B灯变亮,故A项错误;若R2断路,则A灯不亮,故B项错误;若R3短路,则外电路总电阻减小,则并联部分电压减小,所以A灯变暗,通过A灯电流减小,通过B灯电流增大,所以B灯变亮,故C项正确;若R4断路,则外电路总电阻变大,并联部分电压增大,A灯变亮,故D项错误。随堂巩固1.(2018丰县中学月考)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当开关闭合后,两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是 (D)A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变暗,小灯泡L2变亮C.电流表A的读数变大,电压表V的读数变小D.电流表A的读数变小,电压表V的读数变大解析将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,并联部分的电阻增大,外电路总电阻增大,干路电流减小,则L2灯变暗,电流表读数变小,电源的内电压减小,则路端电压增大,电压表读数变大,根据串联电路分压特点可知,并联部分电压增大,则L1灯变亮,故D正确,故选D。2.(2018海安高级中学高三月考)如图所示,闭合开关S后,A灯与B灯均发光,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,以下说法中正确的是 (C)A.A灯变暗B.B灯变亮C.电源的输出功率可能减小D.电源的总功率增大解析当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,总电阻增大,则总电流减小,所以B灯变暗;内电压减小,则外电压增大,灯泡B的电压减小,则并联部分的电压增大,则灯泡A变亮,故A、B错误;电源的输出功率与内阻和外阻的关系有关,当内阻小于外阻,外阻增大时,输出功率减小,当内阻大于外阻,外阻增大时,输出功率增大,外阻等于内阻时,电源的输出功率最大,故C项正确;根据P=EI知,电源的总功率减小,故D项错误。3.(多选)(2018江苏单科)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路 () A.充电时,通过R的电流不变B.若R增大,则充电时间变长C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变答案BCD由于电容器不断进行充放电,故流过电阻R的电流不断变化,选项A错误;若R变大,充电电流变小,充电时间变长,选项B正确;由C= 知,当U不变,C增大时,Q变大,选项C正确;因放电电压和电容器的电容均不变,故选项D正确。QU