2016年高考物理大一轮复习72电动势闭合电路欧姆定律课件新人教版

考点一闭合电路动态分析考点二闭合电路的功率及效率问题考点三电源U-I图象的理解考点高三物理一轮复习第2节电动势、闭合电路欧姆定律第七章恒定电流1．(串、并联电路的特点)电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为()A．1∶2B．2∶1C．1∶4D．4∶1解析答案基础自测B由并联特点可知：R1R2＝I2I1＝21，又由串联电路特点可得：U1U2＝R1R2＝21，故B正确．2．(对电动势概念的理解)下列关于电动势的说法正确的是()A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C．非静电力做的功越多，电动势就越大基础自测解析答案D．E＝Wq只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的D电动势的定义式E＝Wq中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，故A、C错误，D正确；电动势的单位虽然与电压的单位相同，但两者有本质的区别，B错误．3．(闭合电路欧姆定律的应用)一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为()A．E＝2.4V，r＝1ΩB．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2ΩD．E＝3V，r＝1Ω基础自测解析答案B当外电路断路时，I＝0，U外＝E＝3V；接上8Ω负载时，I′＝U外′R＝2.48A＝0.3A，则r＝U内I′＝E－U外′I′＝3－2.40.3Ω＝2Ω.4.(电路的动态分析问题)(2015·北京东城区期末)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中()A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电压表的示数减小，电流表的示数增大C．电压表与电流表的示数都增大D．电压表与电流表的示数都减小基础自测解析答案图片显/隐D根据闭合电路欧姆定律可知，当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻R0将变小，电路中总电阻变小，所以I干↑＝ER总↓，U路↓＝E－I干↑r，R0、R2并联部分电压为U↓＝E－I干↑r－I干↑R1＝I↓R2，选项D正确，A、B、C错误．一、电阻的串联、并联1．串、并联电路的特点教材梳理电路特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2…＝InI＝_____________电压U＝_______________U＝U1＝U2＝…＝Un电阻R总＝R1＋R2＋…＋RnI1＋I2＋…＋InU1＋U2＋…＋Un1R总＝_______________1R1＋1R2＋…＋1Rn教材梳理分压原理或分流原理U1∶U2∶…∶Un＝_________________I1∶I2∶…∶In＝_________________功率分配P1∶P2∶…∶Pn＝________________P1∶P2∶…∶Pn＝________________R1∶R2∶…∶RnR1∶R2∶…∶Rn1R1∶1R2∶…∶1Rn1R1∶1R2∶…∶1Rn2.三个常用的结论(1)串联电路的总电阻_____电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻_____．(2)并联电路的总电阻_____电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻_____．(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和．二、电动势1．电源是通过非静电力做功把__________的能转化成_______的装置．教材梳理大于变大小于变大其它形式电势能2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝____，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电源_____________________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．4．电动势是____量，需注意电动势不是电压．三、闭合电路的欧姆定律1．内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_____，跟内、外电路的电阻之和成______．教材梳理把其它形式的能转化成标正比反比电势能Wq3．路端电压与外电阻的关系(1)负载R增大→I减小→U内_____→U外______外电路断路时(R＝∞)I＝0，U外＝E.(2)负载R减小→I增大→U内_____→U外_____外电路短路时(R＝0)，I＝____，U内＝E.教材梳理2．公式I＝_________（只适用于纯电阻电路）E＝________（适用于任何电路）U外＋U内减小增大增大减小Er4．U－I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而_____；U－I关系图线如图所示．(1)当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为________．(2)当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为___________．(3)图线的斜率的绝对值为电源的______．教材梳理减小电动势E短路电流Im电阻r1．电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化．2．电路动态分析的方法：考点一闭合电路动态分析考点阐释(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路并联分流I串联分压U→变化支路．(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．(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将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．考点阐释考点一闭合电路动态分析题组一基本电路的动态分析1.(2015·长春调研)如图所示，电源电动势为E、内阻为r、R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是()A．V的示数变大，A的示数变小B．V的示数变大，A的示数变大C．V的示数变小，A的示数变小D．V的示数变小，A的示数变大由闭合电路欧姆定律可得，滑动变阻器滑片向右移，外电阻增大，总电流减小，路端电压增大，V的示数变大．干路电流减小，R1两端电压减小，R2两端电压增大，流过R2的电流增大，A的示数变大，可知选项B正确．题组设计解析答案图片显/隐考点一闭合电路动态分析B2.(多选)如右图所示的电路，L1、L2、L3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置．当S闭合时，3只小电灯都发光．现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L1、L2、L3的变化情况()A．L1变亮B．L2变亮C．L3变暗D．L1、L2、L3均变亮题组设计解析答案图片显/隐考点一闭合电路动态分析BC当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的有效电阻变大，导致外电路的总电阻增大．由闭合电路的欧姆定律I＝ER＋r知，总电流减小，路端电压U＝E－Ir将增大．因此，通过L1灯的电流变小，L1灯变暗．U＝UL1＋UFG，得L2灯两端的电压变大，L2灯变亮．而IL1＝IL2＋IL3，通过L1灯的电流IL1变小，通过L2灯的电流IL2变大，则通过L3灯的电流IL3变小，L3灯变暗．由以上分析可知，选项B、C正确．题组二含容电路的动态分析3.(多选)如图所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，电源电动势E＝18V，内阻不计．下列说法正确的是()A．开关S断开时，a、b两点电势相等B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是2AC．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大题组设计解析答案图片显/隐考点一闭合电路动态分析BCS断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误．S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由Q＝CU知此时Q1Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I＝ER1＋R2＝2A，此时两电阻两端电压分别为U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q2′＝C2U2＝3.6×10－5C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C正确，D错误．分析闭合电路问题的四点注意(1)闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir(E、r不变)和部分电路欧姆定律U＝IR联合使用．(2)局部电阻增则总电阻增，反之总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之总电阻增．(3)两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和．规律总结考点一闭合电路动态分析(4)涉及含电容电路的关键要搞清与电容并联支路的电压变化，并利用Q＝CU及E＝Ud分析．考点二闭合电路的功率及效率问题考点阐释1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R（R＋r）2＝E2（R－r）2R＋4r.考点阐释考点二闭合电路的功率及效率问题(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．③当R＜r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＝r2.①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E24r.考点阐释考点二闭合电路的功率及效率问题⑤P出与R的关系如图所示．4．电源的效率(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%.考点阐释考点二闭合电路的功率及效率问题⑤P出与R的关系如图所示．4．电源的效率(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%.因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.◆特别提醒：当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．考点阐释(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%1．(2015·海口高三质检)(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()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题组设计解析答案图片显/隐考点二闭合电路的功率及效率问题ABC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，故选项A正确．根据η＝R外R外＋r＝11＋rR外可知选项B正确．由P损＝I2r可知，选项C正确．由P输－R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误．2．如下图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，则R1和R2的值分别为()A．2Ω，2ΩB．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5ΩD．1.5Ω，2Ω题组设计解析答案图片显/隐考点二闭合电路的功率及效率问题B因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1＝2Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，当I＝E2r＝2A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为2W，发热功率为4W，所以电动机的输入功率为6W，电动机两端的电压为3V，电阻R2两端的电压为3V，所以R2＝1.5Ω，选项B正确．规律总结考点二闭合电路的功率及效率问题对闭合电路功率的两点新认识(1)