高考物理复习课件 专题八(第2讲 闭合电路的欧姆定律

第2讲闭合电路的欧姆定律考点1电源的特征量(电动势和内阻)1．电源：把其他形式的能转化为电能的装置．2．电动势：等于外电路断开时_____两端的电压．电动势用E表示，单位是伏(V)．电源电能(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为_____的本领大小的物理量．智浪教育--普惠英才文库(2)大小：数值上等于非静电力移送1C正电荷从电源负极至正极所做的____．功3．电动势与电压的区别及联系(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数无关．(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动1C正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能．智浪教育--普惠英才文库ER＋r2．公式：I＝(3)两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外．4．电源的内阻：电源内部电路的电阻．电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能．考点2闭合电路的欧姆定律1．内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成_____，跟内、外电路的电阻之和成_____．正比反比(只适用于纯电阻电路)；E＝U内＋U外(适用于任何电路)．智浪教育--普惠英才文库短路时，R＝0，U＝____，I＝.3．路端电压与外电阻、电流的关系(1)由U＝IR＝ER＋rR＝E1＋r可知，当R增大时，U______；R当外电路断路时，R无穷大，此时I＝0，U＝____；当外电路Er增大E0Ir(2)由U＝E－____可知，当总电流变大时，路端电压变小．智浪教育--普惠英才文库关系路端电压与电流的关系(U＝E－Ir)一段导体两端电压与通过电流的关系(U＝IR)U－I图象说明①图象表示在E、r不变的前提下，U随I单调递减，U是I的一次函数②图中表示电流为I1时，路端电压为U1，对应内电压为U′③过E点的平行于横轴的虚线表示路端电压不随I而改变，且始终等于电源电动势，这是理想电源的情况④斜率表示电源内阻的大小⑤图中Im表示外电阻等于零(即短路)E时，回路中的电流，即Im＝①图象表明在电阻R不变的条件下，U与I成正比②斜率表示导体的电阻，U1且R＝I14．两个U－I图象的比较r智浪教育--普惠英才文库考点3闭合电路的动态变化问题1．电路动态分析的基本思路：“部分→整体→部分”，即R的变化→R总的变化→I总的变化→路端电压U端的变化→各支路电压U、电流I的变化．2．串反并同(1)某电阻增大(减小)，与它串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)；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(减小)．(2)串并关系：流过该电阻的电流也流经其他电阻，则其他电阻与该电阻是串联关系；流过该电阻的电流不流经其他电阻，则其他电阻与该电阻是并联关系．智浪教育--普惠英才文库考点4闭合电路中的功率1．电源的总功率：就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率，P总＝EI.2．电源输出功率：整个外电路上消耗的电功率．对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝ER＋r2R，当R＝r时，电源输出功率最大(如图8－2－1所示)，其最大输出功率为Pmax＝E24r.图8－2－1智浪教育--普惠英才文库3．电源内耗功率：内电路上消耗的电功率，P内＝U内I＝I2r.4．电源的效率：电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝P出P总＝UIEI＝I2RI2R＋r＝RR＋r＝11＋rR，所以当R增大时，效率η提高，当R＝r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高．5．非纯电阻电路：P总＝P热＋P其他；P总＝I2(r＋R外总)＋P其他．智浪教育--普惠英才文库题组1对应考点11．下列关于电源的说法，正确的是()A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势就是电源两端的电压C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大智浪教育--普惠英才文库解析：电源向外提供的电能除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故A错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故B错误；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项C错误；电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，故选项D正确．答案：D智浪教育--普惠英才文库2．(双选)干电池的电动势为1.5V，这表示()A．电路中每通过1C的电量，电源把1.5J的化学能转化为电能B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能C．干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5VD．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强答案：AC智浪教育--普惠英才文库题组2对应考点23．(双选)如图8－2－2所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是()图8－2－2A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻智浪教育--普惠英才文库解析：由U0＝I0R知，路端电压为U0时甲、乙的外电阻相等，A正确；根据U－I图象，可知r甲r乙，D错误；内电压Ur＝Ir，当电流为I0时，显然Ur甲Ur乙，B错误；从图象的截距易知E甲E乙，C正确．答案：AC智浪教育--普惠英才文库4．许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某电池板的开路电压是600mV，短路电流是30mA，这块电池板的内阻是(A．60ΩC．20Ω)B．40ΩD．10Ω600×10＝30×10解析：电源电动势等于开路时电压，即E＝600mV，而r＝EI短－3－3Ω＝20Ω.答案：C智浪教育--普惠英才文库ER＋r5．对于纯电阻电路，若用E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示内阻，I表示总电流强度，则下列关系式中成立的是()①U′＝IR②U′＝E－U③E＝U＋Ir④I＝⑤U＝ERR＋r⑥U＝E＋IrB．②③④⑤D．①③⑤⑥A．①②③④C．③④⑤⑥答案：B智浪教育--普惠英才文库题组3对应考点36．(2010年汕头二模)如图8－2－3电路，闭合电键S，待)电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则(A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电阻R2两端的电压减小D．路端电压增大答案：B图8－2－3智浪教育--普惠英才文库7．图8－2－4中A灯与B灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片P向上滑动时，两灯亮度变化是()A．A灯变亮，B灯变亮B．A灯变暗，B灯变亮C．A灯变暗，B灯变暗D．A灯变亮，B灯变暗解析：P向上滑动，R增大，外电阻增大，干路电流减小，内电压减小，外电压增大，B灯两端电压增大，B灯变亮；B灯分的电流增大，R0上电压变小，A灯两端电压变大，A灯变亮．答案：A图8－2－4智浪教育--普惠英才文库题组4对应考点48．(双选，2011年长沙一中月考)如图8－2－5，a、b分别表示一个电池组和一个电阻的伏安特性曲线．则以下说法正确的是()A．电池组的内阻是1ΩB．电阻的阻值为0.33ΩC．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4W图8－2－5D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W智浪教育--普惠英才文库解析：a的斜率的负倒数等于电池组内阻，为1Ω，b的斜率的倒数等于电阻阻值，为3Ω，A正确，B错误；电池组电动势为E＝4V，将电阻接入时，P出＝Er＋R2R＝3W，最大输出功率为Pm＝E24r＝4W，C错误，D正确．答案：AD智浪教育--普惠英才文库9．(双选)如图8－2－6所示的电路，A、B、C为三个相同的灯泡，它们的电阻大于电源内阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时()A．A灯变亮，B灯和C灯都变暗B．A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮图8－2－6C．电源的总电功率增大，电源的供电效率升高D．电源输出的电功率增大，电源的供电效率降低智浪教育--普惠英才文库率η＝—×100%，外电压U减小，效率降低，C错误；外电路解析：触头P向上移动，R减小，外电阻减小，干路电流I增大，内电压变大，A灯变亮，并联电路两端电压变小，B灯变暗，B灯分得电流减小，C灯电流变大，C灯变亮，A错误，B正确；由P总＝EI可知电源的总电功率增大，电源的供电效UE的等效总电阻越接近电源内电阻，电源的输出功率越大，D正确．答案：BD智浪教育--普惠英才文库【例1】图8－2－7甲为一个电灯两端的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，保留一位小数)图8－2－7热点1U－I图象的理解及应用智浪教育--普惠英才文库由图象得出：该图象与原图线的交点为此电路对应的电流和电压值，故电路中小灯泡两端电压为U＝2.2V，电流I＝0.29A，所以功率P＝UI＝0.6W.解析：(1)I与U不成线性关系，是由于随着电压增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大．(2)根据闭合电路欧姆定律得E＝IR＋UL即8V＝UL＋20I在甲图中画出此方程的图象如图8－2－8.图8－2－8智浪教育--普惠英才文库答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大0.6备考策略：U－I图象是电子元件的一个重要标示，理解U－I图象反映的是U与I的函数关系，要能从图象中看函数关系，从函数关系中画图象.尤其是同一坐标系中，电源的U－I图象和电阻的U－I图象交点的含义表示着该电阻接入该电源时的电压与电流.智浪教育--普惠英才文库1．(2010年新课标卷)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图8－2－9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()图8－2－9A.34，14B.13，23C.12，12D.23，13智浪教育--普惠英才文库解析：电源效率η＝UE，E为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知Ua＝23E，Ub＝13E，所以选项D正确．答案：D智浪教育--普惠英才文库热点2含电容器电路的分析【例2】如图8－2－10所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？图8－2－10智浪教育--普惠英才文库解：开关S断开时，电容C相当于断路，R3中无电流通过，电容C两端的电压即为R2两端的电压，设其大小为U2，有U2＝ER1＋R2＋r·R2＝3V根据C＝QU可得开关S断开时电容器所带的电量为Q＝CU2＝4×10－6×3C＝1.2×10－5C电容器a板带正电，b板带负电．开关S闭合时，电路的外电阻为R外＝R1＋R2R3R1＋R2＋R3＝3Ω智浪教育--普惠英才文库电容器a板带负电，b板带正电．综上可得开关S从断开到闭合后电路稳定的过程中通过电流表的电量为ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5C.U1＝U外R1＋R2·R1＝1.8V根据C＝QU可得开关S闭合后电容器所带的电量为Q′＝CU1＝4×10－6×1.8C＝7.2×10－6C路端电压为U外＝ER外＋r·R外＝4.5V而电容C两端的电压即为R1两端的电压，设其大小为U1，有智浪教育--普惠英才文库规律总结：1解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程.2只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路.3电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻