2020版高考物理一轮复习 第8章 第2节 电路 闭合电路欧姆定律课件 新人教版

第八章恒定电流第2节电路闭合电路欧姆定律栏目导航知识点二知识点一课后限时集训010203知识点一电路的串联、并联答案1．特点对比串联并联电流I＝________________I＝______________电压U＝_______________U＝_______________电阻R＝________________1R＝_______________功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnP1R1＝P2R2＝…＝PnRnI1＝I2＝…＝InI1＋I2＋…＋InU1＋U2＋…＋UnU1＝U2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn1R1＋1R2＋…＋1Rn答案2.三个重要的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中，电路中任意一个电阻值变大时，串联的总电阻。(2)并联电路的总电阻电路中任意一个支路电阻，任意一个支路电阻值变大时，电路的总电阻。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率总等于各个电阻消耗的电功率之和。变大任意一个电阻变大小于[判断正误](1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大。()(2)电路中只有一个电阻增大时，电路的总电阻不一定增大。()(3)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。()√×√简化串、并联电路的常用方法1．等电势法：电流沿电势高→电势低的方向流动，若两点之间等电势，则没有电流。2．电流流向法：电流分叉的地方为并联，否则为串联。[典例](2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A．25B．12C．35D．23解析答案C[断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。甲乙根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝15E，U2＝13E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确。](1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用。(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压。(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时，电容器的电压等于路端电压。(4)在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所带电荷的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板所带电荷的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和。考法1串、并联电路的分析与计算1．在如图所示的电路中，R1＝11Ω，r＝1Ω，R2＝R3＝6Ω，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则()A．Q1∶Q2＝1∶3B．Q1∶Q2＝3∶1C．Q1∶Q2＝1∶5D．Q1∶Q2＝5∶1解析答案A[当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2＝ER2R1＋R2＋r＝E3，Q1＝E3C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，选项A正确。]考法2电表的改装2．(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是()甲乙A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程增大D．乙表是电压表，R增大时量程减小BC[由电表的改装原理可知，电流表中应是G与R并联，改装后加在G两端的最大电压Ug＝IgRg不变，并联电阻R越大，IR＝UgR越小，I＝Ig＋IR越小，即量程越小，B正确，A错误；对于电压表应是G与R串联，改装后量程U＝IgRg＋IgR，可知R越大，量程越大，C正确，D错误。]解析答案3．如图所示，其中电流表○A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流○A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A解析答案C[将接线柱1、2接入电路时，R1的阻值等于电流表内阻的12，通过电流表的电流为通过R1的12，接线柱1、2间流过的电流为0.02A的3倍，每一小格表示0.06A，选项A、B错误；将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，再与R2串联，而串联对电流没影响，故每一小格仍表示0.06A，故选项C正确，D错误。]4.如图是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A。已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，求电阻R1、R2的值。解析：接a、b时，R1起分流作用，I1＝Ig＋IgRg＋R2R1①接a、c时，R1＋R2起分流作用，I2＝Ig＋IgRgR1＋R2②由①②联立，将I1＝1A，I2＝0.1A代入得：R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω。答案：0.41Ω3.67Ω[考法指导]电表改装的原理改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝R＋RgRIg量程扩大的倍数n＝UUgn＝IIg接入电阻的阻值R＝UIg－Rg＝(n－1)RgR＝IgRgI－Ig＝Rgn－1改装后的总内阻RV＝Rg＋R＝nRgRA＝R·RgR＋Rg＝Rgn校对电路识点二闭合电路欧姆定律知答案1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从移送到所做的功。(2)表达式：E＝_______。(3)物理意义：反映电源把的能转化为电能的本领大小的物理量。其他形式负极正极Wq2．内阻电源内部的电阻。3．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①I＝________(只适用于纯电阻电路)。②E＝(适用于任何电路)。答案U内＋U外导体正比反比ER＋r(3)路端电压U与电流I的关系①关系式：U＝。②U­I图象(如图所示)a．当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为。b．当外电路电压为U＝0时，横轴的截距为。c．图线的斜率的绝对值为电源的。答案E－Ir电源电动势短路电流内阻[判断正误](1)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。()(2)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。()(3)电源的输出功率越大，电源的效率越高。()√××对闭合电路欧姆定律的理解(1)I＝ER＋r或E＝IR＋Ir，只适用于外电路为纯电阻电路的情况，若外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)则不适用。(2)E＝U外＋U内＝U外＋Ir，即电源电动势等于内外电路的电压之和，适用于外电路为任意用电器的情况。(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U外是指路端电压，不是内电阻两端的电压，也不是电源电动势。(4)对于有电压变化的闭合电路问题，由E＝U外＋U内可知：内、外电路电压变化量的绝对值相等，即|ΔU外|＝|ΔU内|。(5)外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算。[典例]已知电源内阻r＝2Ω，灯泡电阻RL＝2Ω，R2＝2Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为3Ω，如图所示。将滑片P置于最左端，闭合开关S1、S2，电源的输出功率为P0，则()A．滑片P向右滑动，电源输出功率一直减小B．滑片P向右滑动，电源输出功率一直增大C．断开S2，电源输出功率达到最大值D．滑片P置于最右端时，电源输出功率仍为P0解析答案D[当外电路电阻等于电源内阻，即R外＝r＝2Ω时，电源的输出功率最大，开始时R外1＝4Ω，电源输出功率为P0，当P向右滑到R1＝1Ω时，R外＝2Ω，此时输出功率最大，再向右滑动，输出功率又减小，所以A、B项都是错误的。S2断开时R外2＝R′1＋R2＝5Ω，R外2≠r，C错误。当电源的输出功率为P0时对应两种情况的电阻，应满足R外1·R外3＝r，则R外3＝1Ω，因此D正确。]考法1电路的动态分析1．如图所示，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均可视为理想电表，在滑动变阻器R的触头从a端滑到b端的过程中()A．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数增大B．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数减小C．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数增大D．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数减小A[在滑动变阻器R的触头从a端滑到b端的过程中，外电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数一直增大，选项A正确。]解析答案2．如图所示电路中，电源电动势、内阻一定，R1、R2为定值电阻，当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，电流表A1、A2及电压表V的示数的变化情况是()A．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小C．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大D．A1示数减小，A2示数减小，V示数增大解析答案B[滑片P向上端a滑动时，滑动变阻器连入电路的有效电阻减小，整个电路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知干路电流I增大，即A2的读数增大，因U＝E－I(R2＋r)，I增大，U减小，即电压表V的读数减小，通过电流表A1的电流I1＝UR1减小，选项B正确，A、C、D错误。][考法指导]电路动态分析的三种常用方法(1)程序法(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，让电阻最大或电阻为零去讨论。考法2含电容电路问题3.(2019·武汉模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低解析答案D[在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大。电阻R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小。根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零。a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D正确。]4．(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电容器C两极板之间有一通过绝缘轻绳悬挂的带电小球，闭合开关S1、S2，电路稳定后轻绳与竖直方向的夹角为θ，下列有关说法正确的是()A．将滑片P1向左端缓慢滑动，θ增大B．将滑片P2向上端缓慢滑动，θ减小C．断开开关S1、S2，将电容器两极板错开一些，θ增大D．断开开关S1、S2，将电容器两极板间距增大一些，θ减小解析答案AC[闭合开关S1、S2，将滑片P1向左端滑动，R1增大，电容器两极板间电压U增大，对带电小球受力分析得qUd＝mgtanθ，所以θ增大，选项A正确；R2的变化对电压U无影响，θ不变，选项B错误；断开开关S1、S2，电容器所带电荷量不变，将电容器两极板错开一些，由C＝εS4πkd知电容器的电容减小，由C＝QU知U增大，E增大，θ增大，选项C正确；将电容器两极板间距d增大一些，E不变，θ不变，选项D