2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件7-2闭合电路欧姆定律及其应用

第七章恒定电流第2节闭合电路欧姆定律及其应用课堂效果检测课前知识梳理课堂考点演练课前知识梳理01自主回顾·打基础1．串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝________I1R1＝I2R2＝…＝InRn电阻的串联、并联电压U1R1＝__________U1＝________总电阻R总＝__________1R总＝________功率分配P1R1＝__________P1R1＝P2R2＝…＝PnRn2.几个有用的结论(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________．答案1．I1＋I2＋…＋InU2R2＝…＝UnRnU2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn1R1＋1R2＋…＋1RnP2R2＝…＝PnRn2．(1)大于变大(2)小于变大(3)之和1．电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为()A．12B．21C．14D．41解析：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．答案：B1．闭合电路(1)组成①电源内部是②用电器、导线组成(2)内、外电压的关系：E＝________.闭合电路欧姆定律2．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．(2)公式：I＝________(只适用于纯电阻电路)．3．路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝ER＋r·R＝E1＋rR当R增大时，U________特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝____②当外电路短路时，I短＝____，U＝04.路端电压跟电流的关系(1)关系式：U＝________.(2)用图象表示如图所示，其中纵轴截距为________，横轴截距为________，斜率的绝对值为________．答案1．(1)内电路外电路(2)U内＋U外2．(1)正比反比(2)ER＋r3．增大EEr4．(1)E－Ir(2)电动势短路电流电源内阻2．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()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：根据闭合电路欧姆定律I＝E/(R＋r)知，外电路中电流I随外电阻R的变化而变化，所以选项A错误；U内＝Ir是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项B错误；电源电动势E和内电阻r不变，由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小，选项C正确；当U不变时，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大，选项D错误．答案：C课堂考点演练02课堂互动·提能力1．电路动态变化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，一处变化引起了一系列的变化，对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路的电压、电流关系．电路的动态分析2．分析方法(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→支路变化．(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：U串↓I串↓P串↓←R↑→U并↑I并↑P并↑(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(电阻最大或电阻为零)去讨论．【例1】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、、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R2的变化情况→R总的变化情况→I总的变化情况→各支路电流的变化情况由电路结构可知，当R2的滑片向b端移动时，电路的总电阻减小，闭合电路中总电流增大，电源内电压U内＝Ir增大，路端电压U＝E－U内＝E－Ir减小，定值电阻R3两端电压增大，R1、R2的并联部分电压减小，电流I1减小，因总电流增大，故I2＝I总－I1增大，B正确．B总结提能分析电路动态变化的步骤1明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化；根据局部电阻的变化确定电路的外电阻R总如何变化.2根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路的总电流如何变化.3由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化，由U外＝E－U内确定路端电压如何变化.4由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化，进而确定各支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析：当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U＝E－Ir增加，即的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的电压增加，通过R3的电流增加，即的读数变大；选项B正确．答案：B1．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)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.电源的功率和效率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出＝I2R＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.输出功率随R的变化关系：①当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝E24r；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可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2；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%.(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×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时，但电源的效率仅为50%.【例2】如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？(1)定值电阻R1消耗的电功率为P1＝I2R1＝E2R1R1＋R2＋r2，可见当滑动变阻器的阻值R2＝0时，R1消耗的功率最大，最大功率为P1m＝E2R1R1＋r2＝2W.(2)将定值电阻R1看做电源内阻的一部分，如图所示，则电源的等效内阻r′＝R1＋r＝2.5Ω，故当滑动变阻器的阻值R2＝r′＝2.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2m＝E24r′＝2.5W.(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当R1＋R2＝r，即R2＝r－R1＝(2－0.5)Ω＝1.5Ω时，电源有最大输出功率，最大功率为P出m＝E24r＝3.125W.(1)R2＝0时，R1消耗的功率最大，为2W(2)R2＝2.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为2.5W(3)R2＝1.5Ω时，电源的输出功率最大，为3.125W总结提能讨论、分析电阻消耗功率增大、减小的方法1定值电阻：求解定值电阻消耗的最大功率时，根据P＝I2R可知，只要电流最大即可.2可变电阻：①求解可变电阻消耗的最大功率时，不能套用上述方法，因为电流随电阻的变化而变化，此时，可以利用电源的输出功率与外电阻的关系进行求解.②有时需要用“等效电源法”即如例2中的2.[多选]如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值为2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()A．电路中的电流变大B．电源的输出功率先变大后变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小解析：当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电路电阻减小，电路中的电流变大，当滑片位于b端时，r＝R外，电源的输出功率最大，选项A对，B错；当把定值电阻R0看做电源内阻时，当滑动变阻器的滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的功率最大，由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，选项C对；由P＝I2R0知，定值电阻R0上消耗的功率变大，选项D错．答案：AC1．分析和计算含电容器电路时应注意的问题(1)简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时在相应的位置再补上．(2)电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线．含电容器电路的分析与计算(3)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．可由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化．(4)在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降压作用，但电容器两端可能出现电势差，如图甲；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过．电容器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压U，如图乙．(5)在含电容器电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象．(6)如图电容器只充电不放电．(7)电容器具有：通交流，隔直流；通高频，阻低频的特性．(8)电容器击穿：①电容器击穿意味着所在支路由断路变通路，该支路电阻减小．②击穿电压为交流电最大值．2．电容器两种状态下的动态分析(1)电容器两极板电势差U保持不变的动态分析．(2)电容器所带电荷量Q保持不变的动态分析．【例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S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Q′1＝C1U1＝3.6×10－5C、Q′2＝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．BC总结提能解决含电容器的直流电路问题的一般方法：1通过初末两个稳定的状态来了解