选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律

第1页版权所有不得复制年级高二学科物理版本人教新课标版课程标题选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律编稿老师张子厚一校林卉二校黄楠审核郑炳松一、学习目标：1.了解外电路、内电路，知道电动势等于内外电路电势降落之和。2.理解闭合电路的欧姆定律的内容，掌握其表达式。3.能熟练运用闭合电路的欧姆定律进行全电路的动态分析。二、重点、难点：重点：闭合电路的欧姆定律的理解与运用。难点：电源伏安特性曲线的理解及闭合电路的动态问题。三、考点分析：内容和要求考点细目出题方式电动势、内电压、外电压三者之间的关系内电路、内电阻、内电压选择、填空题外电路、外电压三者关系闭合电路的欧姆定律规律选择、填空题表达式路端电压与负载的关系路端电压的概念纯电阻电路中路端电压的表达式路端电压与外电阻间的关系选择、填空题路端电压与电流的关系图象图象特点选择、填空题横纵轴截距、直线斜率的物理意义闭合电路中的功率电源功率、内阻消耗功率、电源输出功率的计算方法选择、填空、计算题输出功率随外电阻变化的关系闭合电路上功率的分配关系电源效率的计算动态电路的分析方法程序法、直观法、极端法、特殊值法选择题第2页版权所有不得复制知识点一：闭合电路的路端电压与内电压的理解例1.如图所示，在研究电源的内、外电压的实验装置中，玻璃容器内盛有稀硫酸，稀硫酸中插入石墨棒M、锌棒N作为电源的两极，A、B是位于两极内侧的探针，电压表、分别接在电源的两极和探针上，下列说法正确的是（）A.M极为电源正极，电压表的正接线柱应与探针B相连B.当滑动变阻器滑动触头向左移动时，电压表、示数均减小C.当滑动变阻器滑动触头向左移动时，电源提供的总电功率不变，滑动变阻器电功率一定减小D.无论滑动变阻器触头向右或向左移动，滑动变阻器上通过相同的电荷量时，电源消耗的化学能相等第3页版权所有不得复制答案：AD变式：母题迁移：如图所示，调节滑动变阻器，电压表的读数由6V变为5V，电流表读数的变化量为0.5A，则下列说法中正确的是（）A.电流表的读数变小了，电源的内阻为10ΩB.电流表的读数变大了，电源的内阻为20ΩC.电流表的读数变大了，电源的内阻为2ΩD.由于不知道电流表的具体读数，因此无法计算电源的内阻答案：C知识点二：闭合电路的欧姆定律的理解与运用例2.如图所示的电路中，R1=R2=R3=1Ω，电压表内阻很大，当S断开时，电压表示数为0.8V，当S闭合时，电压表示数为1V，求电源电动势和内电阻。解析：S断开时，电源、R1、R2组成串联电路，电压表测量的是R1两端的电压，如图甲所示，则)rRR(RUE2111S闭合时，外电路为R2、R3并联再与R1串联，电压表所测量的是R1两端的电压，如图乙所示。5.1RRRRRR32321外，则)rR(R'UE11外代入数据解得5.0r,V2E第4页版权所有不得复制变式：母题迁移：某电池当外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4V，则可以判定该电池的电动势E和内电阻r分别为（）A.E=2.4V，r=1ΩB.E=3V，r=2ΩC.E=2.4V，r=2ΩD.E=3V，r=1Ω答案：B知识点三：电源伏安特性曲线的理解与运用例3.如图所示是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，由图像可知，该电源的电动势为__________V，内阻为_____________Ω。答案：3，0.33变式：母题迁移：如图所示是根据某次实验记录数据画出的U—I图像，下列关于这个图像的说法正确的是（）A.纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3.0VB.横轴截距表示短路电流，即短I=0.6AC.根据短IEr，计算出待测电源内电阻为5ΩD.根据IUr，计算出待测电源内电阻为1Ω答案：AD第5页版权所有不得复制知识点四：闭合电路的动态分析例4.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表读数减小D.电压表读数减小，电流表读数增大答案：A变式：母题迁移：在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示，下列判断正确的是（）A.I减小，U1增大B.I减小，U2增大C.I增大，U1增大D.I增大，U2增大答案：B知识点五：闭合电路的有关功率的计算母题迁移：如图所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且rR2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2，以下叙述中正确的是（）A.要使P1与P2的和最大，必须使R1=r－R2B.要使P1最大，必须使R1=R2+rC.要使P2最大，必须使R2=R1+rD.(P1+P2)的最大值由E和r决定答案：ABD第6页版权所有不得复制对于闭合电路的欧姆定律的运算问题应注意电源的电动势和电源的内电阻是保持不变的量，当电路结构发生变化时，其他的一系列物理量都要发生相应的变化。对于电路的动态分析问题，应注意处理该类问题的一般思路：由局部的变化，分析电路总电阻的变化，然后再看电路总电流的变化及路端电压的变化。遵循由局部到整体再到局部的分析原则，另外，在分析闭合电路的欧姆定律的问题时，要注意结合图像法进行分析，所涉及的图像包括闭合电路中的路端电压随外电阻变化的图像、电源的输出功率随电阻变化的图像。一、预习新知多用电表问题归纳二、预习点拨探究与反思探究任务一：多用电表的原理：【反思】（1）多用电表的内部构造及测量原理是什么？（2）多用电表欧姆挡的测量原理是什么？（3）欧姆表的表盘特点及读数方法是什么？探究任务二：利用多用电表探测黑箱内的电学元件【反思】分析黑箱问题的一般方法是什么？（答题时间：45分钟）1.手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数接近3V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是（）A.这两节干电池的电动势减小了很多B.这两节干电池的内电阻增加较大C.这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D.这台电子钟正常工作时电流一定比小灯泡正常工作时电流小2.如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以（）A.增大R1B.减小R1C.增大R2D.减小R23.关于电动势的下列说法中正确的是（）A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大C.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移动，单位电荷量做第7页版权所有不得复制功越多D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极，移送电荷量越多4.如图所示，直线A和B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为ar和br，若将一定值电阻0R分别接到a，b两电源上，通过R0的电流分别为aI、bI，则（）A.babaII,rrB.babaII,rrC.babaII,rrD.babaII,rr5.一个T型电路如图所示，电路中的电阻40R,120R,10R321，另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。则（）A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V6.如图甲为测量某电源电动势和内阻时得到的U—I图线。用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，在图乙中测得路端电压为4.8V，则该电路可能为（）甲乙7.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、和的示数分别为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减小，I2不变，U减小D.I1增大，I2减小，U增大第8页版权所有不得复制8.如图所示，电源电动势E=5V，内阻不计，定值电阻R1=R2=3Ω，可变电阻R3的最大阻值为6Ω。当滑动变阻器的滑动触头在R3上滑动时，R2上电压的取值范围为（）A.0V~2VB.0V~3VC.0V~3.6VD.0V~4V9.如图所示的电路中，电源的电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0V，那么当开关接到位置2时，小灯泡L的发光情况是（）A.很暗，甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏10.如图所示，已知C=6μF，R1=5Ω，R2=6Ω，E=6V，r=1Ω，开关S原来处于断开状态，下列说法中正确的是（）A.开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5AB.开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5VC.开关S闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷量为C108.15D.以上说法都不对11.蓄电池充电后如果不用，贮存的电能也会逐渐丢失，如图所示是某电池的剩余电能随贮存时间变化的曲线。由图可知：第9页版权所有不得复制（1）电池贮存的电能随时间的增加而___________；（2）在相同的贮存时间内，温度越低，贮存的效果越__________。12.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L，在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。（重力加速度用g表示）则：（1）若使液滴恰能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？（2）若使液滴恰能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？第10页版权所有不得复制1.B、D2.A、D解析：电容器在直流电路中相当于断路，电路中R与R2并联再与R1串联，增大R1，总R增大，I总减小，R与R2的并联部分电阻没变，则U并减小，灯变暗；减小R2，R总减小，总I增大，1RU增大，内U增大，并U减小，灯变暗。3.A、C解析：电源是将其他能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以，非静电力做功，电能就增加，因此选项A正确。电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确。4.B解析：由U—I图知电动势baEE，电源内阻barr；当串联同一定值电阻R0时，可作出电源及电阻的伏安特性线如答图所示，定值电阻R0与两电源的伏安特性线的交点即是工作电流和路端电压，易知baII。5.A、C解析：当cd端短路时，等效电路如答图所示40RRRRRR32321123，A对当ab两端接通测试电源时，等效电路如答图所示，根据欧姆定律得：A2A4010100RREI31所以V80IRU3cd故C对第11页版权所有不得复制6.B解析：由题图可知，V4U,V6UEm时，A4I，因此有6=4+4r，解得5.0r。当路端电压为4.8V时，)V(2.18.46UEU内，由rRUU内，得25.02.18.4rUUR内，由电阻的串、并联知识可知，正确答案为B。7.B解析：电路结构：R1、R2并联后再与R3串联，测通过R1的电流I1，测通过R2的电流I2，测路端电压U，R2的滑动触点由a滑向b，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端电压U=E－Ir，所以电压表示数U减小；R1两端电压U1=U－U3，而U3=IR3，U3增大，所以U1减小，则I1减小，而I=I1+I2，所以I2增大。8.A解析：由题意得：当滑动变阻器的滑动触头在R3最左端时，R2被短路，