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当前位置:首页 > 临时分类 > (新课标)2020高考物理一轮复习 8.2 闭合电路欧姆定律课件 新人教版
8.2闭合电路的欧姆定律知识清单考点整合集中记忆一、电源的电动势和内阻电动势(1)定义:电源的非静电力对移动电荷做的功与电量的比值.E=Wq(2)意义:反映电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领.(3)数值:电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.内电阻:电源内部导体的电阻.二、闭合电路欧姆定律内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路中的电阻之和成反比.表达式:I=ER+r,E=U+Ir.电源的UI图像:根据U=E-Ir,图像如图所示,图像含义:(1)纵轴截距:表示电路断路时的路端电压U=E.(2)横轴截距:表示电路短路时的电流I0.(3)斜率绝对值:表示电源内电阻r=EI0.考点讲练考点突破针对训练考点一闭合电路的动态分析1.分析思路:部分——整体——部分2.直观判断(1)电路中任一电阻增大,电路的总电阻一定增大.(2)电路中任一电阻增大,该电阻的电流减小,电压增大.(3)电路中任一电阻增大,与之串联的电阻的电流和电压都减小.(“串反”)(4)电路中任一电阻增大,与之并联的支路的电流和电压都增大.(“并同”)(2018·广州模拟)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的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向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【答案】B【解析】R2的滑动触点向b端移动时,R2减小,整个电路的总电阻减小,总电流增大,电源的内电压增大,则路端电压减小,即电压表示数U减小,R3电压增大,R1、R2并联电压减小,通过R1的电流I1减小,而总电流I增大,则流过R2的电流I2增大.故A、C、D三项错误,B项正确.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.看作理想电压表,当闭合开关、将滑动变阻器的触片从左端向右端移动时,下列说法中正确的是()A.L1、L2均变暗,的示数变小B.L1、L2均变亮,的示数变大C.L1变亮、L2变暗,的示数变大D.L1变暗、L2变亮,的示数变小【答案】C【解析】首先要认清电路特点(可画出电路图),L1与滑动变阻器并联,再与L2串联;测电源的外电压.滑动变阻器的触片从左端滑到右端时,其电阻变大,并联电阻变大,电路的总电阻变大,电流变小,内电压也变小,外电压变大,的示数变大;因L2连在干路,其电流变小,电压也变小,功率变小而变暗;并联电路的电压变大,L1功率也变大而变亮.(2018·天津模拟)在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头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,电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列说法正确的是()A.U1I不变,ΔU1ΔI变大B.U2I变大,ΔU2ΔI不变C.U3I变大,ΔU3ΔI变大D.ΔU1=ΔU2【答案】B【解析】根据欧姆定律得知:U1I=ΔU1ΔI=R1.故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,U1I、ΔU1ΔI均不变.故A项错误.U2I=R2,变大.根据闭合电路欧姆定律,得U2=E-I(R1+r),则有ΔU2ΔI=R1+r,不变.故B项正确.U3I=R1+R2,变大.根据闭合电路欧姆定律,得U3=E-Ir,则有ΔU3ΔI=r,不变.故C项错误.ΔU2等于ΔU1与电源内电压变化之和,所以ΔU2大于ΔU1则D项错误.考点二闭合电路的功率问题1.电源的总功率:P总=EI2.电源的内部功率:P内=I2r3.电源的输出功率:P出=UI.4.电源输出功率与外电阻的关系①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=E24r;②当R>r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=r2.5.电源的效率:η=P出P总=UE=RR+r=11+rR6.能量关系:EI=UI+I2r.(多选)如图所示电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻.R1r,则以下说法中正确的是()A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1上获得最大功率C.当R2=0时,R1上获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大【答案】ACD【解析】A项,根据电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大可知,当把R1和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做R1+r,当R2=R1+r时,电源的输出功率最大,即R2上获得最大功率,所以A项正确;B、C两项,根据P=I2R1可知,当R2=0时,电路的总电流最大,所以此时R1获得最大功率,所以B项错误,C项正确;D项,由于R1r,当R2=0时,外电阻最接近内阻,电源的输出功率最大,D项正确.(2018·洛阳一模)(多选)如图所示,直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图像,但具体对应关系未知,根据图像可判断()A.PEU图像对应图线a:由图知电动势为9V,内阻为3ΩB.PrU图像的对应图线b:由图知电动势为3V,内阻为1ΩC.PRU图像的对应图线c:图像中任意电压值对应的功率关系为PE=Pr+PRD.外电路电阻为1.5Ω时,输出功率最大为2.25W【答案】BC【解析】A项,总功率PE=EI=E·E-Ur=-ErU+E2r,可知PEU图像对应图线a.由数学知识得知,图像a的斜率大小k=Er=93=3;当U=0时,PE=E2r=9联立解得E=3V,r=1Ω.故A项错误.B项,Pr=(E-U)2r,由数学知识可知,PrU图像的对应图线b,故B项正确.C项,根据功率分配关系可得:PE=Pr+PR,则PR=PE-Pr=-1r2U2+ErU,由数学知识可知,PRU图像的对应图线c.故C项正确.D项,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,即当外电路电阻为1Ω时,输出功率最大,最大输出功率为Pm=(12E)2R=E24r=324×1W=2.25W.故D项错误.方法提炼“等效电源”法判断可变电阻的电功率对于变化的电阻,其电功率的变化不能直接用P=I2R判断,一般应用“等效电源”法:将其他定值电阻转换为电源的内阻,将可变电阻视为“等效电源”的外电阻,其功率视为“等效电源”的输出功率,再根据电源输出功率与外电阻的关系判断.考点三含电容电路的分析1.稳态含容电路的特点当电容器处于稳定状态时,相当于断路,电路具有两个特点:(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.(2)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻无电压.2.动态含容电路的分析若电路结构发生改变,电容器的电压会产生相应变化,电容器瞬间充电或放电,使所带电荷量发生改变,通常要求计算电容器所带电荷的改变量,一般思路是:(1)利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电量Q1和Q2;(2)如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电量为Q1-Q2;(3)如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电量为Q1+Q2.(2018·承德模拟)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,开关S是闭合的,两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计.P是滑动变阻器滑片,则以下说法正确的是()A.P向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G中有从b到a的电流B.P向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G中有从b到a的电流C.P向上移动的过程中,油滴仍然静止,G中有从a到b的电流D.在将S断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过【答案】A【解析】滑片P向上移动,接入电路的电阻增大,总电阻增大,干路电流减小,因U=E-I(r+R1),可知电容器极板电压变大,油滴受到的电场力增大,油滴向上运动,极板电压变大,说明电容器充电,G中电流方向从b到a,A项正确,B、C两项错误;将S断开后,电容器放电,G中有电流,电压减小,电场力减小,油滴向下运动,D项错误.(2016·课标全国Ⅱ)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.25B.12C.35D.23【答案】C【解析】由已知可得:Q1=U1CQ2=U2C则Q1Q2=U1U2S断开时等效电路如下U1=R(R+R)(R+R)+RR+R(R+R)(R+R)+R·E×12=15ES闭合时等效电路如右U2=R·RR+RR+R·RR+R·E=13E,则Q1Q2=U1U2=35,故C项正确.如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω,电容器的电容C=4pF.开始时开关S断开,从开关合上到电路稳定的过程中,通过电流表的电荷量是多少?【答案】1.92×10-11C【解析】开关S断开时,由串联分压得电容器的电压UC=U2=ER2R1+R2+r=3V电容器被充的电荷量为Q1=CUC=1.2×10-11C,其极性是上板为正极,下板为负极.开关S合上后,外电路的总电阻和路端电压分别为R=(R1+R2)R3R1+R2+R3=3Ω,U=ER+rR=4.5V由串联分压得电容器的电压UC′=U1=R1R1+R2U=1.8V电容器充电后的电荷量为Q2=CUC′=7.2×10-12C,其上极板带负电,下极板带正电,通过电流表的电荷量为ΔQ=Q1+Q2=1.92×10-11C.考点四闭合电路的故障分析1.断路的判断若某段电路有断点,则电流为零,两端电压不为零.2.短路的判断若某电阻发生短路,则有电流通过电路,但两端电压为零.3.假设排除法已知电路发生故障的现象,寻找故障原因,可假设某部分电路发生故障;运用电路规律推理,推理结果若与现象不符合,则可排除这部分电路,直到找出发生故障的原因.如图所示的电路中,电源的电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分的电压是Uab=6V,Uad=0V,Ucd=6V,由此可断定()A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路【答案】C【解析】由Uab=6V可知,电源完好,灯泡都不亮,说明电路当中出现断路故障,且在a、b之间.由Ucd=6V可知,灯泡L1与变阻器R是通的,断路故障出现在c、d之间,故灯L2断路.所以C项正确.如图所示,电路中灯泡A、B均正常发光.忽然灯泡B比原来变暗了些,而灯泡A比原来变亮了些.电路中出现的故障可能是()A.R2发生断路B.R3发生断路C.R2、R3同时发生断路D.R1、R3同时发生断路【答案】A【解析】假设R2断路,则A灯所在并联支路的总电阻增大,导致外电路总电阻增大,干路电流减小,路端电压U增大,流过R1的电流I1增大,流过灯泡所在并联支路的总电流I2(I2=I总-I1)减小,B灯的电压UB=I2RB3并减小,B灯变暗.A灯的电压UA(UA=U-UB)增大,A灯变亮.A项正确,同样的方法可得B、C、D三项错误.在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图所示.闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至________________挡(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5A”),再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是________、________、________.【答案】①待测金属丝②直流电压10V红0EE【解析
本文标题:(新课标)2020高考物理一轮复习 8.2 闭合电路欧姆定律课件 新人教版
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