2014届物理一轮复习教学案-闭合电路的欧姆定律

2014届高中物理一轮复习学案·恒定电流闭合电路的欧姆定律一．考点整理基本概念1．串、并联电路的特点：名称串联电路并联电路电路简图电流I=I1=I2=…=InI=I1+I2+…+In电压U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un电阻R总=R1+R2+…+Rn1/R总=1/R1+1/R2+…+1/Rn功率11RP=22RP=…=nnRP=I2P1R1=P2R2=…=PnRn=U2P总=P1+P2+…+Pn说明：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无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各个电阻耗电功率；④当n个等值电阻R0串联或并联时，R串=，R并=．2．电源：电源是通过力做功把其它形式的能转化成电势能的装置．⑴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；电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的________．⑵内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．3．闭合电路的欧姆定律：⑴闭合电路：①组成：闭合电路由内电路和外电路组成；电源内部的电路叫做内电路，内电阻所降落的电压称为内电压U内；电源外部的电路叫做外电路，其两端的电压称为外电压或路端电压U外．②内、外电压的关系：E=．⑵闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的成正比，跟内、外电路的电阻之和成______比．公式I=．①路端电压与外电阻的关系：U外=IR=rRER，当外电阻R增大时，路端电压U外；特殊地：外电路断路时I=0、U外=；外电路短路时I=E/r、U外=．②路端电压与电流的关系：U外=；其伏安曲线如图所示，其中纵轴截距为，横轴截距为，斜率的绝对值为．4．电源的输出功率和电源的效率⑴电源的功率：P==P内+P外．①P内系电源内部消耗的功率，P内=，以热的形式散发．②P外系电源输出的功率，P外=，转化成其他形式有能量．在纯电阻电路中，P外=I2R=E2R－r2R＋4r；显然，当R=r时，电源的输出功率最大，最大值Pm=；当R向接近r阻值的方向变化时，P出，当R向远离r阻值的方向变化时，P出，如图所示．⑵电源的效率：η=P出P总×100%=UE×100%=RR＋r×100%，R越大，η越大，当R=r时，P出最大，η=50%．可见，输出功率最大时，电源的效率并不是最高．二．思考与练习思维启动1．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=10Ω，R2=120Ω，R3=40Ω．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80V2．有关电压与电动势的说法中正确的是（）A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B．电动势就是电源两极间的电压C．电动势公式E=W/q中的W与电压U=W/q中的W是一样的，都是静电力所做的功D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量3．“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（）A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗电路的动态分析【例1】在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时（）A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小【变式跟踪1】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，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（）A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C．电流表A读数变小，电压表V读数变大D．电流表A读数变大，电压表V读数变小〖考点2〗闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率【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：⑴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？⑵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？⑶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？【变式跟踪2】如图所示电路，电源电动势为E，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大小关系为R1=R2=r，则在滑动触头从a端移动到b端的过程中，下列描述中正确的是（）A．电路中的总电流先减小后增大B．电路的路端电压先增大后减小C．电源的输出功率先增大后减小D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大2014届高中物理一轮复习学案·恒定电流〖考点3〗电源的U–I图象的应用【例3】图甲是一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于_________________________________________________________________．如图乙所示，将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为__________W．（不计电流表电阻和电源内阻）【变式跟踪3】如图所示为两电源的U–I图象，则下列说法正确的是（）A．电源①的电动势和内阻均比电源②大B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大〖考点4〗含电容器电路的分析与计算【例4】如图所示的电路中，电源电动势E=3V，内电阻r=1Ω，定值电阻R1=3Ω，R2=2Ω，电容器的电容C=100μF，则下列说法正确的是（）A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5VB．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4CC．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4CD．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4C【变式跟踪4】如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时（）A．灯泡L变暗B．光敏电阻R上的电压增大C．电压表V的读数减小D．电容器C的带电荷量增大四．考题再练高考试题1．【2012·上海卷】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【预测1】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内阻的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知（）A．反映Pr变化的图线是cB．电源电动势为8VC．电源内阻为2ΩD．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω2．【2013安徽高考】用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，则Rx的阻值为（）A．102lRlB．1012lRllC．201lRlD．2012lRll【预测2】如下图所示电路中，R1=12Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω2A”字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两档，闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为________A，该电源的电动势为________V．五．课堂演练自我提升1．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小ΔU（电压表为理想电表），在这个过程中（）A．通过R1的电流减小，减少量一定等于ΔU/R1B．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔUC．路端电压减小，减少量一定等于ΔUD．通过R2的电流增加，但增加量一定大于ΔU/R22．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有（）A．R接到a电源上，电源的效率较高B．R接到b电源上，电源的输出功率较大C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高3．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，V与A分别为电压表和电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．C的读数变小，A的读数变大4．在如图所示的电路中，C为一平行板电容器，闭合开关S，给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是（）A．保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大B．保持开关S闭合，不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动，都有电流流过R2C．保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，R2中有由b到a电流D．断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P静止在两平行板电容器之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向上运动5．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（）A．U变小B．I变小C．Q不变D．Q减小6．如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是A．把R2的滑片向左移动B．把R2的滑片向右移动C．把R1的滑片向左移动D．把开关S断开7．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如右图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a，b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa，ηb．由图可知ηa，ηb的值分别为（）A．34、14B．13、23C．12、12D．23、138．如图所示，现有甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源，由这三个电源分别给定值电阻R供电，已知它的阻值大小关系为Rr甲r乙r丙，如果将R先后接在三个电源上时的情况相比较，下列说法正确的是（）A．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B．接在乙电源上时，电源的总功率最大C．接在丙电源上时，电源的输出功率最大D．接在甲电源上时，电源的输出功率最大GMNPR0Rx2014届高中物理一轮复习学案·恒定电流参考答案：一．考点整理基本概念1．大于变大小于变大之和nR0R0/n2．非静电W/q本领电压3．U外+U内电动势反E/(R+r)增大E0E–Ir电动势短路电流内阻4．IEI2rIU外E24r增大减小二．思考与练习思维启动1．AC；当cd端短路时，等效电路如图⑴所示，R123＝R1+R2R3/(R2+R3)=40Ω，A正确，同理B错误．当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图⑵所示，根据欧姆定律得：I=E/(R1+R3)=2A，所以Ucd=IR3=80V，故C正确，同理D错误