（江蘇專(zhuān)版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第30講 閉合電路歐姆定律焦耳定律講義

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1、（江蘇專(zhuān)版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第30講 閉合電路歐姆定律焦耳定律講義考情剖析考查內(nèi)容考綱要求考查年份考查詳情能力要求電功電功率焦耳定律15年T13計(jì)算，考查法拉第電磁感應(yīng)定律公式的應(yīng)用，應(yīng)用焦耳定律求焦耳熱應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題16年T8選擇，考查電源的總功率應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題17年T13計(jì)算，考查電磁感應(yīng)中的電功率問(wèn)題推理閉合電路的歐姆定律,15年,T10簡(jiǎn)答，根據(jù)閉合電路的歐姆定律公式描繪UI圖象，得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題16年,T8多選，考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用；T13計(jì)算，電磁感應(yīng)中閉合電路的歐姆定律的問(wèn)題，計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),分析綜合、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題17年

2、,T11簡(jiǎn)答，根據(jù)閉合電路歐姆定律選擇合適的滑動(dòng)變阻器,推理弱項(xiàng)清單,1.閉合電路中電源兩端的電壓為路端電壓而不是電源電動(dòng)勢(shì)；2電源UI圖線與電阻UI圖線的區(qū)別及應(yīng)用；3閉合電路的動(dòng)態(tài)分析；4純電阻電路與非純電阻電路的區(qū)別知識(shí)整合一、電功與電功率1電功(1)定義：電路中_移動(dòng)電荷做的功(2)公式：W_.(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：是靜電力做的功，將_轉(zhuǎn)化成其他形式的能2電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的_(2)公式：P_.二、電熱和焦耳定律1電熱：電流流過(guò)一段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的_2公式：Q_.3熱功率：P_.三、電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻1電源：電源是_的裝置2電源的電動(dòng)勢(shì)：表征電源_的本領(lǐng)，

3、在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓電動(dòng)勢(shì)由電源自身的非靜電力的特性決定3內(nèi)阻：電流通過(guò)電源內(nèi)部時(shí)也受阻礙作用，阻礙的強(qiáng)弱用_表示電池用久后，r會(huì)_四、閉合電路歐姆定律1內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的_成正比，跟內(nèi)、外電路的_成反比2公式：_，變形后也可以寫(xiě)成EIRIr或EU外U內(nèi)3適用條件：外電路為純電阻電路五、路端電壓1定義：外電路兩端的電壓即電源的輸出電壓，UEIr.2與外電阻的關(guān)系：當(dāng)外電路總電阻R增大時(shí)，由I知，總電流I_，由UEIr知，路端電壓U_.如圖所示為UR圖象六、電源的UI圖象1定義：電源的輸出電壓與輸出電流的變化關(guān)系圖線由UEIr可畫(huà)出UI關(guān)系圖線如圖所示2規(guī)律(1

4、)當(dāng)電路斷路即I0時(shí)，縱軸上的截距為_(kāi)；(2)當(dāng)電路短路即U0時(shí)，橫軸上的截距為_(kāi)；(3)圖線斜率的絕對(duì)值為電源的_；(4)圖線上任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值為相應(yīng)外電路的電阻方法技巧考點(diǎn)1電功與電功率1電功與電熱的比較實(shí)例電功與電熱電功率與熱功率純電阻電路白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等WUIt，QI2RttWQP電UI，P熱I2RP電P熱非純電阻電路電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等WUIt，QI2RtWQP電UI，P熱I2RP電P熱【典型例題1】如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電阻，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表A的示數(shù)為6

5、A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表A的示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表A的示數(shù)為4 A求：(1)電阻的阻值及發(fā)熱功率各多大？(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？1.(多選)如圖所示，一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R9 的電阻串聯(lián)在電源上，電源電動(dòng)勢(shì)E30 V，內(nèi)阻r1 ，用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U10 V，已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM1 ，則下列說(shuō)法中正確的是() A通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I10 A B電動(dòng)機(jī)的輸出功率P16 W C10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q40 J D10 s內(nèi)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電荷量q20 C考點(diǎn)2閉

6、合電路動(dòng)態(tài)電路的分析方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U端的變化固定支路變化支路(2)極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論【典型例題2】(多選)如圖所示，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向右滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是() A電流表A1讀數(shù)變小 B電流表A2讀數(shù)變大 C電壓表V讀數(shù)變大 D電壓表V讀數(shù)不變2.(多選)如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E內(nèi)阻為r，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2滑動(dòng)端向右滑動(dòng)后，理想電流表A1、A2的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為I1、I2，理想電壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值為U.下列說(shuō)法中正確的是

7、() A電壓表V的示數(shù)減小 B電流表A2的示數(shù)變小 CU與I1比值一定小于電源內(nèi)阻r DU與I2比值一定小于電源內(nèi)阻r考點(diǎn)3電路中的功率1電源的總功率(1)任意電路：P總EIU外IU內(nèi)IP出P內(nèi)(2)純電阻電路：P總I2(Rr).2電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)I2rU內(nèi)IP總P出3電源的輸出功率(1)任意電路：P出UIEII2rP總P內(nèi)(2)純電阻電路：P出I2R.(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm.當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大當(dāng)P出Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1R2r2.P出與R的關(guān)系如圖所示

8、4電源的效率(1)任意電路：100%100%.(2)純電阻電路：100%100%.因此在純電阻電路中R越大，越大；當(dāng)Rr時(shí)，電源有最大輸出功率，但效率僅為50%.【典型例題3】(多選)直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的() A總功率一定減小 B效率一定增大 C內(nèi)部損耗功率一定減小 D輸出功率一定先增大后減小考點(diǎn)4電源的UI圖象的應(yīng)用1縱軸上的截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)；橫軸上的截距等于外電路短路時(shí)的電流，即Im.2圖線斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻，即r|，斜率的絕對(duì)值越大，表明電源的內(nèi)阻越大3圖線上任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I的比值為此時(shí)外電路的電阻，即R.4面積UI為電源的輸出功率，而電

9、源的總功率P總EI，P總P出EIUI為電源的發(fā)熱功率【典型例題4】(多選)如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是() A電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0 V B電源的內(nèi)阻為12 C電源的短路電流為0.5 A D電流為0.3 A時(shí)的外電阻是18 3.直線A為電源的UI圖線，直線B為電阻R的UI圖線，用該電源和電阻組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電路的總功率分別是() A4 W，8 W B2 W，4 W C4 W，6 W D2 W，6 W考點(diǎn)5電路故障問(wèn)題1故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但它兩端電壓為零2檢

10、查方法(1)電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路(2)電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程(3)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源(4)假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理【典型例題5】用電壓表檢查如圖所示電路中的故障，測(cè)得Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，

11、則此故障可能是() AL斷路 BR斷路 CR斷路 DS斷路考點(diǎn)6含電容器電路的分析與計(jì)算1電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器處的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上2電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢(shì)差3電壓變化帶來(lái)的電容器帶電荷量的變化：電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路放電，可由QCU計(jì)算電容器上電荷量的變化【典型例題6】如圖所示的電路中，R1、R2、R3

12、是定值電阻，R4是光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合且沒(méi)有光照射時(shí)，電容器C不帶電當(dāng)用強(qiáng)光照射R4且電路穩(wěn)定時(shí)，則與無(wú)光照射時(shí)比較() A電容器C的上極板帶正電 B電容器C的下極板帶正電 C通過(guò)R4的電流變小，電源的路端電壓增大 D通過(guò)R4的電流變大，電源提供的總功率變小當(dāng)堂檢測(cè)1.在某控制電路中，需要連成如圖所示的電路，主要由電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩個(gè)指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)逆時(shí)針滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是() AL1、L2兩個(gè)指示燈都變亮 BL1、L2兩個(gè)指示燈都變暗 CL1變亮，L

13、2變暗 DL1變暗，L2變亮第1題圖第2題圖2(多選)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E3 V，小燈泡L標(biāo)有“2 V、0.4 W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R4 時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作則() A電源內(nèi)阻為1 B電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 C電動(dòng)機(jī)的正常工作電壓為1 V D電源效率約為93.3%第3題圖3(多選)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有() A路端電壓為10 V B電源的總功率為10 W Ca、b間電壓的大小為5 V Da、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1 A4(多選)兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用

14、如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一位同學(xué)記錄電流表和電壓表的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一位同學(xué)記錄電流表和電壓表的測(cè)量數(shù)據(jù)兩位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖(b)所示的兩條UI圖線則圖象中兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義是()第4題圖 A滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最右端 B電源的輸出功率最大 C定值電阻R0消耗的功率為0.5 W D電源的效率達(dá)到最大值5阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為()第5題圖 A. B. C. D.第3

15、0講閉合電路歐姆定律 焦耳定律知識(shí)整合基礎(chǔ)自測(cè)一、1.(1)電場(chǎng)力(2)qUUIt(3)電勢(shì)能2. (1)快慢(2)IU二、1.熱量2.I2Rt3.I2R三、1.把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能2.能量轉(zhuǎn)化 3.內(nèi)阻變大四、1.電動(dòng)勢(shì)電阻2.EI(Rr)五、2.變小增大六、2.(1)E(2)I短(3)內(nèi)阻方法技巧典型例題1(1)2 72 W(2)1 (3)16 W【解析】(1)由歐姆定律I得R2 ，其發(fā)熱功率PRUI1126 W72 W(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得UI2IrMP輸出，解得rM1 .(3)電解槽工作時(shí)，由能量守恒定律得P化UI3IrA，解得P化(124422) W16 W

16、.變式訓(xùn)練1BCD【解析】由E30 V，電動(dòng)機(jī)兩端電壓10 V可得R和電源內(nèi)阻上分擔(dān)的電壓為20 V，則I A2 A，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)輸入功率PUI10 V2 A20 W, P熱I2rM41 W4 W, P輸出PP熱20 W4 W16 W，故B正確；根據(jù)焦耳定律10 s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量QI2rMt40 J，故C正確；根據(jù)電流的定義式可知10 s內(nèi)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電量qIt20 C，故D正確典型例題2AC【解析】滑動(dòng)片向右滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的電阻將增大，電路中的總電阻將增大，總電流減小，故電流表A1讀數(shù)變小，選項(xiàng)A正確；路端電壓UEIr變大，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；則通過(guò)定值電阻

17、的電流增大，由于總電流減小，所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流減小，故電流表A2讀數(shù)變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；故選AC.變式訓(xùn)練2BC【解析】滑動(dòng)端向右滑動(dòng)后，變阻器的電阻增大，外電路總電阻增大，則總電流減小，所以電流表A2的示數(shù)減小根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)分析可知，并聯(lián)部分電壓增大，即電壓表V的示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律I2I1I，A2的示數(shù)I2變小，通過(guò)定值電阻R1的電流增大，則A1的示數(shù)I1變小，所以I1一定大于I2.電壓表測(cè)量路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律UEI2r可知，r，而I1大于I2，所以r，故改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)無(wú)法使電路中外電阻等于電源內(nèi)阻，此時(shí)外電阻越接近電源內(nèi)阻，電源的輸出功率越大，故選項(xiàng)B正確；P0U2I0.5 W，選項(xiàng)C正確；電源的效率，電流越小，電源的效率越大，可見(jiàn)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到最右端時(shí)電源的效率最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5C【解析】S斷開(kāi)時(shí)等效電路如圖甲所示甲 電容器兩端電壓為U1RE；S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示乙 電容器兩端電壓為U2RE，由QCU得，故選項(xiàng)C正確